Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu nguyên nhân, điều kiện hỗ trợ và đề xuất giải pháp giảm thiểu tai biến thiên nhiên trượt lở đất đá tại một số tuyến đường giao thông miền núi tỉnh Quảng Nam

Chia sẻ: Tri Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:124

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu các kiểu cấu trúc địa chất, các tính chất cơ lý và địa chất công trình của đất đá cấu tạo nên các sườn dốc. Nghiên cứu đánh giá lịch sử trượt đã xảy ra, các giải pháp công nghệ phòng chống đã áp dụng trong khu vực. Phân tích những nguyên nhân dẫn đến tai biến trượt lở tại khu vực nghiên cứu. Đánh giá các nhân tố tác động đến tai biến trượt lở tại khu vực nghiên cứu. Đề xuất các giải pháp khoa học công nghệ phòng chống trượt hiệu quả.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu nguyên nhân, điều kiện hỗ trợ và đề xuất giải pháp giảm thiểu tai biến thiên nhiên trượt lở đất đá tại một số tuyến đường giao thông miền núi tỉnh Quảng Nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- NGUYỄN NGỌC LINH NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN, ĐIỀU KIỆN HỖ TRỢ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU TAI BIẾN THIÊN NHIÊN TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ TẠI MỘT SỐ TUYẾN ĐƯỜNG GIAO THÔNG MIỀN NÚI TỈNH QUẢNG NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – 2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- NGUYỄN NGỌC LINH NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN, ĐIỀU KIỆN HỖ TRỢ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU TAI BIẾN THIÊN NHIÊN TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ TẠI MỘT SỐ TUYẾN ĐƯỜNG GIAO THÔNG MIỀN NÚI TỈNH QUẢNG NAM Chuyên ngành: ĐỊA CHẤT HỌC Mã số: 8440201.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. ĐỖ MINH ĐỨC
Hà Nội – 2020
LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập và rèn luyện tại Khoa Địa chất Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội bằng sự biết ơn và kính trọng, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Chủ nhiệm Khoa, các thầy cô trong Khoa đã nhiệt tình hướng dẫn, giảng dạy và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận văn nghiên cứu khoa học này. Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Đỗ Minh Đức người thầy đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè cùng đồng nghiệp, các cán bộ thuộc Viện Địa công nghệ và Môi trường, đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này. Tác giả xin chân thành cảm ơn đề tài “Nghiên cứu dự báo nguy cơ tai biến trượt lở mái dốc dọc theo các tuyến Quốc lộ trọng điểm miền núi tỉnh Quảng Nam và đề xuất giải pháp ứng phó” mã số ĐTĐL.CN - 23/17 đã giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận văn. Tuy nhiên điều kiện về năng lực bản thân còn hạn chế, luận văn thạc sĩ chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, bạn bè và đồng nghiệp để luận văn của tác giả được hoàn thiện hơn. Hà Nội, tháng 12 năm 2019 Tác giả 1
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN....................................................................................................i DANH MỤC HÌNH.........................................................................................iv DANH MỤC BẢNG........................................................................................v MỞ ĐẦU..........................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU..........................3 1.1. Vị trí nghiên cứu...................................................................................................3 1.2. Điều kiện tự nhiên.................................................................................................4 1.2.1. Đặc điểm địa hình...................................................................................4 1.2.2. Đặc điểm cấu trúc địa chất......................................................................6 1.2.3. Đặc điểm vỏ phong hóa.........................................................................11 1.2.4. Đặc điểm thảm thực vật........................................................................11 1.2.5. Tài nguyên và khoáng sản.....................................................................12 1.2.6. Đặc điểm mạng lưới thủy văn...............................................................14 1.2.7. Đặc điểm khí hậu..................................................................................15 1.3. Đặc đểm kinh tế xã hội.........................................................................................2 1.3.1. Giao thông..............................................................................................2 1.3.2. Năng lượng.............................................................................................3 1.3.3. Công nghiệp và Nông nghiệp..................................................................3 1.3.4. Lâm nghiệp.............................................................................................4 1.3.5. Đặc điểm dân cư, xã hội..........................................................................4 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........5 2.1. Cơ sở tài liệu.........................................................................................................5 2.2. Tổng quan các phương pháp nghiên cứu...............................................................5 2.2.1. Nghiên cứu trượt lở đất trên Thế giới......................................................7 2.2.2. Nghiên cứu trượt lở đất ở Việt Nam......................................................11 2.3. Các phương pháp nghiên cứu..............................................................................12 2.3.1. Các phương pháp nghiên cứu hiện trường............................................12 2.3.2. Các phương pháp nghiên cứu trong phòng............................................16 CHƯƠNG 3. HIỆN TRẠNG VÀ NGUYÊN NHÂN TRƯỢT LỞ DỌC CÁC TUYẾN ĐƯỜNG 40B VÀ ĐƯỜNG HỒ CHÍ MINH Ở TỈNH QUẢNG NAM.......19 3.1. Hiện trạng trượt lở dọc các tuyến đường giao thông tỉnh Quảng Nam................19 3.1.1. Hiện trạng trượt lở tuyến đường 40B đi qua tỉnh Quảng Nam..............21 3.1.2. Hiện trạng trượt lở tuyến đường Hồ Chí Minh đi qua tỉnh Quảng Nam. 42 3.2. Đặc điểm của các nhóm yếu tố tác động đến phát sinh trượt lở tại tỉnh Quảng Nam....54 2
3.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của các dạng địa hình – địa mạo khác nhau đến trượt lở 55 3.2.2. Nghiên cứu đặc điểm địa chất và các loại hình vỏ phong hóa có khả năng gây trượt lở........................................................................................................59 3.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố thủy văn và thảm thực vật.....................62 3.2.4. Ảnh hưởng của yếu tố thảm thực vật tới trượt lở trong khu vực nghiên cứu 66 3.2.5. Các yếu tố khí tượng thủy văn..............................................................66 3.2.6. Ảnh hưởng của các hoạt động nhân sinh trên mái dốc..........................68 3.3. Ảnh hưởng của mưa lơn đến ổn định mái dốc....................................................69 3.3.1. Tổng quan về đặc điểm mưa ở Quảng Nam..........................................69 3.3.2. Phân tích hệ số an toàn của mái dốc theo lượng mưa ở tỉnh Quảng Nam 71 3.3.3. Kết quả phân tích hệ số an toàn của mái dốc theo lượng mưa...............72 3.4. Nguyên nhân của quá trình trượt lở dọc theo các tuyến giao thông tỉnh Quảng Nam.....73 Chương 4. CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG TRƯỢT LỞ TRÊN CÁC TUYẾN ĐƯỜNG GIAO THÔNG MIỀN NÚI TỈNH QUẢNG NAM......................76 4.1. Tăng cường hiệu quả công tác khảo sát Địa chất công trình...............................76 4.2. Các giải pháp công trình.....................................................................................77 4.2.1. Các biện pháp xử lý tình thế, tạm thời để đảm bảo an toàn giao thông. 77 4.2.2. Các biện pháp thiết kế thi công công trình phòng chống đất sụt bền vững hóa 79 4.2.3. Các biện pháp thiết kế công trình phòng chống đất sụt kiên cố hóa......80 4.2.4. Giải pháp cho một số tuyến đường cụ thể:............................................81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................................93 TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................94 3
DANH Hình 1.1. Vị trí các điểm trượt lở dọc hai tuyến đường.....................................4 Hình 1.2. Bản đồ địa chất khu vực nghiên cứu (Nguyễn Địch Dỹ, Mai Thành Tân, 1996).......................................................................................................................... 10 Hình 1.3. Sơ đồ phân vùng khí hậu tỉnh Quảng Nam......................................16 YHình 2.1. Phân bố lực tác dụng trên mái dốc..................................................6 Hình 2.2. Lấy mẫu hiện trường.......................................................................13 Hình 2.3. Đặc điểm hình thái khối trượt.........................................................13 Hình 2.4. Các thông số hình học của khối trượt..............................................15 Hình 2.5. Hình mẫu mái dốc trong so sánh (Mochizuki)................................18 YHình 3.1.Vị trí các điểm trượt theo bản đồ độ dốc địa hình tỉnh Quảng Nam ................................................................................................................................... 56 Hình 3.2.Vị trí các điểm trượt lở theo bản đồ mật độ phân cắt sâu địa hình tỉnh Quảng Nam............................................................................................................................ 57 Hình 3.3.Vị trí điểm trượt theo bản đồ mật độ phân cắt ngang địa hình tỉnh Quảng Nam............................................................................................................................ 58 Hình 3.4. Bản đồ hệ thống sống suối tỉnh Quảng Nam...................................63 Hình 3.5. Các điểm trượt trong lưu vực cấp 2 tỉnh Quảng Nam.....................63 Hình 3.6. Các điểm trượt trong lưu vực cấp 3 tỉnh Quảng Nam......................64 Hình 3.7. Các điểm trượt trong lưu vực cấp 4 tỉnh Quảng Nam......................64 Hình 3.8. Các điểm trượt trong lưu vực cấp 5 tỉnh Quảng Nam......................65 Hình 3.9. Vị trí điểm trượt theo bản đồ thảm thực vật tỉnh Quảng Nam.........66 Hình 3. 10.Vị trí điểm trượt theo bản đồ phân bố lượng mưa trung bình tháng trong năm 2017 khu vực Quảng Nam........................................................................67 Hình 3.11. Phân bố dân cư tỉnh Quảng Nam...................................................68 Hình 3.12. Đường cong đất nước của các mẫu...............................................72 Hình 3.13. Kết quả phân tích hệ số an toàn của mẫu 01 và 02 với các trường hợp mưa............................................................................................................................ 73 YHình 4.1. Mô hình cảnh báo sớm trượt lở.....................................................89 Hình 4.2. Trồng cỏ và cây bụi.........................................................................90 Hình 4.3.Lớp phủ đá.......................................................................................90 Hình 4.4. Thảm phủ thực vật..........................................................................91 Hình 4.5. Đặt các bản ghi sợi đất....................................................................91 Hình 4.6. Xây tường chắn chặn đất.................................................................92 Hình 4.7. Trồng cây chống trượt lở.................................................................92 YPhụ Lục 1. Mẫu phiếu khảo sát....................................................................98 4
DANH MỤ Bảng 1. 1. Các nhóm đất, diện tích và phân bố.................................................13 Bảng 1.2. Diện tích các loại đất lâm nghiệp (đơn vị: ha)..................................13 YBảng 2.1. Bảng phân loại trượt đất đá (Varnes, 1978).................................................6 Bảng 2.2. Bảng tiêu chuẩn thí nghiệm được áp dụng........................................16 Bảng 2.4. So sánh giá trị của hệ số an toàn trong tính toán các phương pháp LEM............................................................................................................................. 18 YBảng 3.1. Hiện trạng trượt lở tuyến đường Quốc lộ 40B đi qua tỉnh Quảng Nam 22 Bảng 3.2. Hiện trạng trượt lở tuyến đường Hồ Chí Minh đi qua tỉnh Quảng Nam............................................................................................................................. 43 Bảng 3.3. Thống kê độ dốc ở tuyến đường Hồ Chí Minh và 40B.....................55 Bảng 3.4. Thống kê mật độ chia cắt sâu ở tuyến đường Hồ Chí Minh và 40B..57 Bảng 3.5. Thống kê mật độ chia cắt ngang ở tuyến đường Hồ Chí Minh và 40B ..................................................................................................................................... 58 Bảng 3.6. Các loại vỏ phong hóa ở Quảng Nam ở tuyến đường 40B và HCM. 61 Bảng 3.7. Mưa ngày lớn nhất thời kỳ 1977 – 2017...........................................70 Bảng 3.8. Các thông số đầu vào dùng để so sánh trong mô hình......................71 Bảng 3.9. Kết quả phân tích hệ số an toàn mẫu 01 và 02 với các trường hợp mưa.............................................................................................................................. 73 YBảng 4.1. Biện pháp xử lý tình thế, tạm thời để đảm bảo giao thông........................77 Bảng 4.2. Biện pháp thiết kế biền vững hóa......................................................79 Bảng 4.3. Biện pháp thiết kế kiên cố hóa..........................................................80 Bảng 4.4.Một số giải pháp cụ thể......................................................................82 5
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của nghiên cứu Quảng Nam là một tỉnh thuộc vùng duyên hải Nam Trung Bộ, có địa hình nghiêng dần từ Tây sang Đông, hình thành ba kiểu địa hình rõ rệt vùng núi cao phía Tây, vùng trung du ở giữa và vùng đồng bằng ven biển phía Đông. Quảng Nam có hệ thống giao thông khá phát triển, đặc biệt vùng miền núi tỉnh Quảng Nam có nhiều tuyến đường giao thông quan trọng đi qua như đường Hồ Chí Minh, quốc lộ 14B, 14D, 14E, 40B, 24C và các tỉnh lộ 604, 604, 607, 609, 610, 611, 614, 615, 616, 617, 618 (mới và cũ) và 620. Đây là những tuyến giao thông quan trọng, có ý nghĩa chiến lược ở khu vực miền Trung nói chung và tỉnh Quảng Nam nói riêng. Việc gia tăng dân số cũng như nhu cầu đi lại của người dân tăng cao, từ đó phải xây dựng, nâng cấp mở thêm các tuyến đường để thuận tiện giao thông đi lại trong khu vực. Tuy nhiên, từ đó cũng phát sinh nhiều vần đề về tai biến môi trường đe dọa sự hoạt động ổn định của công trình. Một trong những vấn đề đó là hiện tượng trượt lở mái ta luy gây biến dạng và phá huỷ nền đường. Hiện nay các điểm có nguy cơ mất ổn định đã và đang được gia cố bằng nhiều biện pháp khác nhau như thay đổi mái dốc, xây tường chống giữ, thoát nước mặt và nước ngầm, làm lớp phủ bề mặt... Như đã biết, trượt lở có thể xảy ra khi điều kiện cân bằng của khối đất đá ở mái dốc bị phá hủy. Nguyên nhân gây trượt có thể hoặc là do độ bền của đất đá bị giảm đi, hoặc là do trạng thái ứng suất ở mái dốc bị thay đổi theo chiều hướng bất lợi, hoặc do cả hai nguyên nhân trên. Theo Lomtadze [9], các nguyên nhân gây trượt thường là: tăng cao độ dốc của mái dốc khi cắt xén, khai đào hoặc xói lở, khi thi công mái quá dốc; giảm độ bền của đất đá do biến đổi trạng thái vật lí khi tẩm ướt, trương nở, giảm độ chặt, phong hoá, phá huỷ kết cấu tự nhiên, các hiện tượng từ biến trong đất đá; tác động của áp lực thuỷ tĩnh và thuỷ động lên đất đá, gây nên biến dạng thấm (xói ngầm, chảy trôi, biến thành trạng thái cát chảy .v.v.); biến đổi trạng thái ứng suất của đất đá ở trong đới hình thành mái dốc và thi công mái dốc; các tác động bên ngoài như chất tải trên mái dốc, địa chấn và vi địa chấn, v.v. Mỗi một nguyên nhân riêng biệt kể trên đều có thể làm mất cân bằng của các khối đất đá ở mái dốc, nhưng thông thường là do tác động đồng thời của một số trong những nguyên nhân đó. Ở Việt Nam vấn đề trượt lở bờ dốc là hiện tượng phổ biến, đặc biệt là các tỉnh miền núi. Trượt lở bờ dốc thường có liên quan chặt chẽ đến các yếu tố về tự nhiên như địa chất, địa hình, khí hậu, lớp phủ thực vật và hoạt động nhân sinh. Hiện 1
tượng trượt lở xảy ra đặc biệt nghiêm trọng vào mùa mưa lũ, thường gây ra những thiệt hại không những ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển kinh tế xã hội mà còn đe doạ đến cả tính mạng con người. Do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, trong mấy thập kỷ gần đây, thời tiết có những diễn biến bất thường và phức tạp. Các cơn bão và áp thấp nhiệt đới di chuyển vào nước ta thường xuyên, gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng đặc biệt với các tỉnh miền Trung nói chung và tỉnh Quảng Nam nói riêng. Để làm sáng tỏ bản chất, quy luật phát sinh, phát triển trượt lở đất đá trên mái dốc, từ đó đề xuất các giải pháp phòng chống thích hợp nhằm hạn chế tối đa hậu quả của các hiện tượng trên, học viên lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu nguyên nhân, điều kiện hỗ trợ và đề xuất giải pháp giảm thiểu tai biến trượt lở đất đá tại một số tuyến đường giao thông miền núi tỉnh Quảng Nam”. 2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu Xác định được các nguyên nhân và điều kiện tác động phát sinh, phát triển quán trình trượt lở đất đá tại các mái dốc tuyến đường giao thông vùng miền núi tỉnh Quảng Nam. Đề xuất được các biện pháp xử lý phù hợp giảm thiểu tai biến trượt lở đất đá. Nghiên cứu các kiểu cấu trúc địa chất, các tính chất cơ lý và địa chất công trình của đất đá cấu tạo nên các sườn dốc. Nghiên cứu đánh giá lịch sử trượt đã xảy ra, các giải pháp công nghệ phòng chống đã áp dụng trong khu vực. Phân tích những nguyên nhân dẫn đến tai biến trượt lở tại khu vực nghiên cứu. Đánh giá các nhân tố tác động đến tai biến trượt lở tại khu vực nghiên cứu. Đề xuất các giải pháp khoa học công nghệ phòng chống trượt hiệu quả. Nội dung luận văn bao gồm: - Mở đầu - Chương 1: Tổng quan về khu vực nghiên cứu. - Chương 2: Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu. - Chương 3: Hiện trạng và nguyên nhân trượt lở dọc các tuyến đường 40B và Hồ Chí Minh ở tỉnh Quảng Nam - Chương 4: Các giải pháp phòng chống trượt lở trên các tuyến đường 40B và Hồ Chí Minh ở tỉnh Quảng Nam - Kết luận - Tài liệu tham khảo 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU Quảng Nam có nhiều tuyến đường giao thông quan trọng đi qua như quốc lộ 1A, đường Hồ Chí Minh, quốc lộ (14B, 14D, 14E), quốclộ 40B, quốclộ 24C và các tỉnh lộ 604, 604, 607, 609, 610, 611, 614, 615, 616, 617, 618 (mới và cũ), 620. Đây là những tuyến giao thông quan trọng, có ý nghĩa chiến lược trong tất cả các lĩnh vực của đất nước, khu vực miền Trung nói chung và tỉnh Quảng Nam nói riêng. Tại Quảng Nam, trong những mùa mưa lớn kéo dài những năm gần đây thường gây trượt lở, trên tuyến đường Hồ Chí Minh qua Quảng Nam xảy ra gần 100 điểm trượt. Đoạn qua huyện Tây Giang có 60 điểm trượt lở nặng với tổng khối lượng đất đá 15.000m3; đoạn qua huyện Đông Giang có trên 30 điểm bị trượt lở nặng, với tổng khối lượng đất đá gần 12.000m 3, trên tuyến quốc lộ 40B, tại Km96+800, Km97+680, thuộc địa phận huyện Nam Trà My, gần 144.000 m 3 đất trượt lở, tràn xuống nền đường, gây ách tắc giao thông trên toàn tuyến cắt đường gây nguy hiểm cho người tham gia giao thông cũng như gây ách tắc ngừng trệ giao thông nghiêm trọng. Đây là hai tuyến đường giao thông huyết mạch nối với các tỉnh Tây Nguyên, trước nguy cơ tai biến trượt lở diễn ra ngày càng phức tạp, tác động trực tiếp đến tình hình phát triển kinh tế xã hội và thậm chí đến cả tính mạng của con người khi tham gia giao thông, việc nghiên cứu chi tiết về tai biến trượt lở, đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở và đưa ra được những giải pháp thích hợp cho tuyến đường giao thông Quốc lộ là rất cần thiết và cấp bách. 1.1. Vị trí nghiên cứu Quốc lộ 40B dài 209,1 km nối liền tỉnh Quảng Nam và tỉnh Kon Tum, xuất phát từ xã Tam Thanh (Thành phố Tam Kỳ, Quảng Nam), giao với đường ven biển, đi dọc theo đường tuyến Đường Tỉnh 616 (Quảng Nam), Đường Tỉnh 672 (Kon Tum), kết thúc tại Km1506 trên đường Hồ Chí Minh thuộc địa phận thị trấn Đắc Tô, huyện Ngọc Hồi (tỉnh Kon Tum). Tuyến đường Quốc lộ 40B được nâng cấp từ đường tỉnh lộ Đường Tỉnh 616 (hay đường Nam Quảng Nam cũ) theo quyết định số 2825/QĐ-BGTVT của Bộ giao thông vận tải, ký ngày 16/09/2013. Tuyến đường Quốc lộ 40B mở rộng giao thông liên vùng giữa các vùng trọng điểm kinh tế, kết nối cảng biển Kỳ Hà (Quảng Nam) với cửa khẩu quốc tế Bờ Y (Kon Tum), mở ra rất nhiều thuận lợi để phát triển kinh tế - xã hội cho khu vực miền Trung – Tây Nguyên. 3
Đường Hồ Chí Minh (đoạn qua Quảng Nam) Điểm đầu tại A Tép ranh giới giữa tỉnh Thừa Thiên Huế và tỉnh Quảng Nam, Điểm cuối tại cầu Đắc Zôn ranh giới giữa tỉnh Quảng Nam và tỉnh Kon Tum, dài 200km Đường Hồ Chí Minh tiêu chuẩn đường cấp IV miền núi với bề rộng nền đường 7,5 m, mặt đường 5,5 m kết cấu bê tông nhựa. Đoạn qua thị trấn, thị tứ có mặt cắt 22,5 m. Khu vực nghiên cứu tập trung dọc theo Quốc lộ 40B và đường Hồ Chí Minh đoạn qua Quảng Nam, đi qua thành phố Tam Kỳ và các huyện Phú Ninh, Tiên Phước, Bắc Trà My, Nam Trà My, Tây Giang, Đông Giang, Nam Giang và Phước Sơn. Hình 1.1. Vị trí các điểm trượt lở dọc hai tuyến đường (Nguồn: Cổng thông tin điện tử tỉnh Quảng Nam) 1.2. Điều kiện tự nhiên 1.2.1. Đặc điểm địa hình Trên địa bàn tỉnh Quảng Nam, địa hình phân dị rất phức tạp, gồm cả địa hình núi, đồi, đồng bằng thung lũng sông và đồng bằng ven biển. Chúng phát triển trên các thành tạo móng cấu trúc Proterozoi, Paleozoi và Mezozoi [2, 10, 18]. Các kiểu 4
địa hình phân bố phản ánh những đặc trưng của cấu trúc tân kiến tạo và hiện đại khu vực. Núi trung bình bóc mòn - xâm thực phát triển trên cấu trúc nâng uốn nếp khối tảng địa lũy trong Tân kiến tạo phân bố dọc theo biên giới Việt - Lào, thuộc địa phận các huyện Tây Giang, Đông Giang, Nam Giang và Phước Sơn. Các dẫy núi chạy dài theo phương á kinh tuyến, cao trung bình từ 1600 - 1800m. Chúng phát triển trên móng uốn nếp Paleozoi, do quá trình nâng lên tạo núi uốn nếp khối tảng dạng địa lỹ trong giai đoạn Tân kiến tạo. Địa hình bị phân cắt mạnh mẽ có dạng tuyến, hình thành các mái dốc trên 45 0. Hình thái sườn thẳng, thuận lợi cho các quá trình bóc mòn, xâm thực, trượt lở đ. Mật độ chia cắt sâu lớn, trung bình 100m/km2, mật độ chia cắt ngang >1,45 km/km2. Núi trung bình - thấp bóc mòn - xâm thực phát triển trên cấu trúc nâng uốn nếp khối tảng dạng địa lũy trong giai đoạn Tân kiến tạo phân bố chủ yếu trên địa bàn các huyện Đông Giang, Bắc Trà My và Nam Trà My. Kiểu địa hình này phát triển trên móng uốn nếp Paleozoi bị nâng lên tạo núi uốn nếp khối tảng dạng địa lũy trong giai đoạn Tân kiến tạo, gồm các dãy núi chạy theo phương á vỹ tuyến, cao trung bình từ 1000-1200m. Mật độ chia cắt sât đạt >150m/km 2, mật độ chia cắt ngang đạt >2,18 km/km2. Các quá trình sườn phát triển, phổ biến là bóc mòn, xâm thực, trượt lở đất. Núi thấp bóc mòn - xâm thực phát triển trên cấu trúc uốn nếp vòm khối tảng trong giai đoạn Tân kiến tạo phân bố ở địa phận các huyện Nam Giang, Tiên Phước. Kiểu địa hình này phát triển trên móng uốn nếp Mezozoi bị nâng lên uốn nếp dạng vòm khối tảng trong giai đoạn Tân kiến tạo, gồm các dẫy núi phát triển theo phương á vĩ tuyến và ĐB-TN, cao trung bình từ 700 - 1000m. Mật độ chia cắt sâu từ >100 m/km2 và mật độ chia cắt ngang từ >0,7 km/km 2. Các quá trình sườn phát triển: bóc mòn, xâm thực, tích tụ, trượt lở đất. Đồi, núi thấp bóc mòn - xâm thực phát triển trên cấu trúc uốn nếp khối tảng trong giai đoạn Tân kiến tạo phân bố ở các huyện Đại Lộc, Duy Xuyên, Hiệp Đức, Quế Sơn, Tiên Phước và Phú Ninh. Chúng phát triển trên cấu trúc móng uốn nếp Mezozoi bị nâng yếu dạng uốn nếp khối tầng trong Tân kiến tạo, gồm các dẫy núi thấp, đồi phát triển theo phương ĐB-TN và á vĩ tuyến, cao trung bình từ 200 - 600m. Mật độ chia cắt sâu từ 50 - 100 m/km 2 và mật độ chia cắt ngang đạt >0,7 km/km2. Các quá trình sườn phát triển: bóc mòn, xâm thực, rửa trôi bề mặt và tích tụ. Đồi bóc mòn - tích tụ phát triển trên cấu trúc nâng yếu uốn nếp khối tảng trong giai đoạn Tân kiến tạo, phân bố trên địa bàn các huyện Quế Sơn, Phú Ninh, Núi Thành, Tiên Phước và thành phố Tam Kỳ. Chúng phát triển trên móng uốn nếp bị nâng lên yếu dạng uốn nếp khối tảng trong giai đoạn Tân kiến 5
tạo, gồm các dẫy đồi phát triển theo phương á vĩ tuyến, cao trung bình từ 100-300m. Mật độ chia cắt sâu đạt 0,7 km/km 2. Các quá trình sườn phát triển: xâm thực, rửa trôi bề mặt và tích tụ. Ngoài ra, trên địa bàn tỉnh Quảng Nam còn phân bố các dạng địa hình có nguồn gốc xâm thực và kiến tạo. Các dạng địa hình kiến tạo như: các "phaset" kiến tạo, sườn kiến tạo, các vách, bậc kiến tạo và đoạn thung lũng kiến tạo phân bố chủ yếu dọc theo các thung lũng sông Pô Cô, Bung, Vu Gia, Côn, Tranh, Đắc My; các đoạn thung lũng thẳng phát triển dọc theo đứt gẫy. Dạng địa hình ngoại sinh như: các thung lũng treo phân bố ở dọc sườn đông nam các dẫy núi ở Quế Sơn, các dấu tích mặt sang bằng Miocen giữa, Miocen muộn, Pliocen muộn… còn tồn tại trên các bậc độ cao 1500-1800m, 900-1000m, 300-500m, 100-200m [3, 6, 7, 19, 20]. 1.2.2. Đặc điểm cấu trúc địa chất. Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng có cấu tạo địa chất phân dị phức tạp. Đây là vùng bị phá hủy mạnh mẽ, rồi xây dựng lại qua nhiều thời kỳ địa chất khác nhau. Các thành tạo địa chất lộ ra ở trên địa bàn có tuổi từ Protezoizoi đến Kainozoi [13, 14, 19, 20, 22]. a) Địa tầng Hệ tầng Khâm Đức (NP kđ) bao gồm chủ yếu là các đá biến chất, phân bố rộng rãi trên địa bàn tỉnh Quảng Nam. Chúng tạo thành dải kéo dài từ Phước Sơn qua Tiên Phước đến Phú Ninh. Thành phần thạch học gồm phiến muscovit, phiến biotit, phiến amphibol, phiến thạch anh - plagioclas - biotit, gneis biotit, phiến 2 mica - graphit, gneis biotit - granat. Chiều dày chung của hệ tầng từ 5000 - 5800m. Hệ tầng Núi Vú (NP-1 nv) phân bố thành dải có phương á vỹ tuyến, từ Phước Sơn, Bắc Trà My đến Tiên Phước. Thành phần thạch học gồm: phiến plagioclas- amphibol, phiến thạch anh-mica, phiến thạch anh-sericit, phiến silic. Chiều dày của hệ tầng Núi Vú từ 1200 - 1600m. Hệ tầng A Vương ( 2-O1 av) phân bố thành những dải chạy theo phương á vỹ tuyến từ Tây Giang đến Đông Giang và từ Tây Giang đến Phước Sơn. Thành phần thạch học gồm: phiến sericit - thạch anh, phiến sét đen, cuội kết, cát kết quarzit, silic, đá hoa dạng khối, đá hoa dạng sọc dải, phiến sericit, carbonat xen lớp mỏng cát kết quarzit. Bề dày chung của hệ tầng 3100m. Hệ tầng Long Đại (O1-S lđ) phân bố chủ yếu ở địa bàn huyện Tây Giang. Thành phần thạch học gồm: cát kết xen kẽ bột kết, phiến sét, các lớp mỏng hoặc thấu kính phun trào axit bị biến chất, phiến sét, bột kết. 6
Hệ tầng Tân Lâm (D1-2 tl) phân bố ở BHa Lêê và A Tép (huyện Tây Giang). Thành phần thạch học gồm cát kết ít khoáng, cát kết quarzit, cát bột kết, phiến sét, thấu kính cuội sạn kết và cuội kết. Chiều dày từ 700 - 750m. Hệ tầng Sông Bung (T1 sb) lộ ra ở khu vực ngã ba sông Bung và sông A Vương, trên địa bàn huyện Tây Giang, phía tây huyện Nông Sơn và dọc biên giới Việt - Lào thuộc huyện Nam Giang. Thành phần thạch học gồm: cát kết, cát kết tuf, ryolit porphyr, cát kết xen bột kết, bột kết chứa vôi xen các lớp ryolit. Chiều dày của hệ tầng 1820m. Hệ tầng Nông Sơn (T3n-r ns) phân bố ở huyện Nam Giang. Thành phần thạch học gồm: cuội kết xen cát kết, bột kết, phiến sét và các lớp than. Chiều dày của hệ tầng từ 950 - 1000m. Các trầm tích Jura gồm hai hệ tầng: Khe Rèn có tuổi Jura sớm và hệ tầng Hữu Chánh có tuổi Jura giữa. Hệ tầng Khe Rèn (J1 kr) phân bố ở huyện Đông Giang. Thành phần thạch học gồm: sét vôi, vôi sét, bột kết chứa nhiều mùn hữu cơ, cát kết vôi, cát kết thạch anh hạt vừa, phiến sét. Chiều dày là 210m. Các tầm tích lục địa màu đỏ thuộc hệ tầng Hữu Chánh (J2 hc) nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Khe Rèn, phân bố ở Đông Giang, Nam Giang. Thành phần thạch học gồm: cát kết hạt nhỏ xen bột kết màu nâu đỏ, đôi khi có chứa vôi, muscovit, xen lớp mỏng sét kết, bột kết. Chiều dày là 320m. Hệ tầng Đại Nga (N2-Q1 đn) phân bố ở Phước Năng (huyện Phước Sơn). Thành phần thạch học gồm: bazan hai pyroxen, plagiobazan, bazan olivin-augit- plagioclas, bazan olivin-augit và bazan olivin. Chiều dày là 150m. b) Magma Phức hệ Tà Vi (NP tv) lộ ra ở phía nam Phước Sơn, có dạng vỉa, thấu kính xuyên chỉnh hợp trong thành tạo của hệ tầng Khâm Đức. Thành phần thạch học gồm: gabro, gabroamphibolit dạng thấu kính. Phức hệ Trà Bồng (NP tb) phân bố ở địa bàn huyện Bắc Trà My và Nam Trà My. Thành phần thạch học gồm: granođiorit, điorit. Phức hệ Chu Lai (NP cl) phân bố ở huyện Phước Sơn. Thành phần gồm: plagiogranit, migmatit, granit migmatit và granitogneis. Phức hệ Hiệp Đức (PZ1 hđ) phân bố ở thành phố Tam Kỳ. Thành phần gồm: olivinit, đunit, harburgit, pyroxenit. Phức hệ Núi Ngọc (PZ1 nn) phân bố ở khu vực Đức Phú, Núi Ngọc, Đăk Sa và Quế Lưu. Thành phần gồm: gabro, gabrođiabas, điabas và các đá bị lục hóa. 7
Phức hệ Điệng Bông (PZ đb) có thành phần gồm: plagiogranit, tonalit biotit có horblenđ bị ép dạng gneis, plagiogranit giàu thạch anh. Phức hệ Đại Lộc (D1 đl) phân bố ở huyện Đại Lộc và Đông Giang. Thành phần gồm: granit biotit sẫm màu, granit biotit có muscovit, granit 2 mica sáng màu, hạt nhỏ, mạch aplit, pegmatit có muscovit, thạch anh, turmalin. Phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn (PZ1 bg-qs) phân bố ở huyện Đông Giang và Nam Giang. Thành phần gồm: gabrodiorit horblend, diorit horblend - biotit, diorit thạch anh. Phức hệ Chà Val (T3 cv) phân bố ở huyện Nam Giang. Thành phần gồm: gabro pyroxen, gabrodiorit có pyroxen hạt nhỏ. Phức hệ Hải Vân (aT3 hv) phân bố ở huyện Tây Giang và Đông Giang. Thành phần gồm: granit biotit, granit 2 mica, granodiorit biotit. Phức hệ Đèo Cả ( K đc) có thành phần gồm: granođiorit biotit, monzonit thạch anh, granomonzonit biotit có horblenđ, granosyenit có horblenđ, granosyenit biotit. Phức hệ Bà Nà (K-E bn) phân bố ở huyện Đông Giang và Nam Giang. Thành phần đá gồm: granit biotit, granit hai mica, granit aplit có granat. c) Cấu trúc địa chất Trên bình đồ cấu trúc khu vực, tỉnh Quảng Nam nằm ở phần cực nam của đới cấu trúc Trường Sơn và phần phía bắc địa khối Indosini, gồm các cấu trúc bậc cao khác nhau, được phân cách bởi các đới đứt gãy sâu. Phức nếp lồi A Vương phân bố theo phương á vỹ tuyến ở các huyện Tây Giang, Đông Giang, Nam Giang và Phước Sơn, được cấu tạo bởi các phức hệ Neoproterozoi - Paleozoi hạ, Paleozoi hạ, Paleozoi trung, Paleozoi thượng - Mesozoi hạ và Mesozoi thượng - Kainozoi. Phức nếp lõm Nông Sơn phân bố ở huyện, Đông Giang, được cấu tạo bởi các phức hệ Neoproterozoi, Paleozoi hạ, Mesozoi hạ và Mesozoi thượng. Phức nếp lồi Khâm Đức phân bố ở huyện Phước Sơn, Bắc Trà My, Nam Trà My, Tiên Phước và thành phố Tam Kỳ, được cấu tạo bởi các phức hệ Meso- Neoproterozoi, Paleozoi hạ và Kainozoi. Hệ thống đứt gãy có phương ĐB-TN, TB-ĐN, á vĩ tuyến và á kinh tuyến. Các đứt gẫy phương TN-ĐN phân bố chủ yếu ở các huyện Tây Giang, Đông Giang và Phước Sơn. Các đứt gẫy phương á vỹ tuyến phân bố ở các huyện Đông Giang, Bắc Trà My, Tiên Phước và thành phố Tam Kỳ. Các đứt gẫy phương ĐB-TN phân bố ở các huyện Hiệp Đức, Quế Sơn và Thăng Bình. 8
d) Cấu trúc kiến tạo Trên bình đồ cấu trúc khu vực, tỉnh Quảng Nam nằm ở phần cực nam của đới cấu trúc Trường Sơn và phần phía bắc địa khối Indosini, gồm các cấu trúc bậc cao khác nhau, được phân cách bởi các đới đứt gãy sâu. Phức nếp lồi A Vương phân bố theo phương á vỹ tuyến ở các huyện Tây Giang, Đông Giang, Nam Giang và Phước Sơn, được cấu tạo bởi các phức hệ Neoproterozoi - Paleozoi hạ, Paleozoi hạ, Paleozoi trung, Paleozoi thượng - Mesozoi hạ và Mesozoi thượng - Kainozoi. Phức nếp lõm Nông Sơn phân bố ở các huyện Nông Sơn, Đông Giang, Duy Xuyên và Hiệp Đức, được cấu tạo bởi các phức hệ Neoproterozoi, Paleozoi hạ, Mesozoi hạ và Mesozoi thượng. Phức nếp lồi Khâm Đức phân bố ở huyện Phước Sơn, Bắc Trà My, Nam Trà My, Tiên Phước và thành phố Tam Kỳ, được cấu tạo bởi các phức hệ Meso-Neoproterozoi, Paleozoi hạ và Kainozoi. Hệ thống đứt gãy có phương ĐB-TN, TB-ĐN, á vĩ tuyến và á kinh tuyến. Các đứt gẫy phương TN-ĐN phân bố chủ yếu ở các huyện Tây Giang, Đông Giang và Phước Sơn. Các đứt gẫy phương á vỹ tuyến phân bố ở các huyện Đông Giang, Bắc Trà My, Tiên Phước và thành phố Tam Kỳ. Các đứt gẫy phương ĐB-TN phân bố ở các huyện Hiệp Đức, Quế Sơn và Thăng Bình. 9
Hình 1.2. Bản đồ địa chất khu vực nghiên cứu (Nguyễn Địch Dỹ, Mai Thành Tân, 1996) 10
1.2.3. Đặc điểm vỏ phong hóa Trong khu vực nghiên cứu các loại đá, nhóm đá rất đa dạng và phong phú, mức độ phong hóa không đồng đều. Nhiều diện tích độ dốc lớn, bề mặt xảy ra quá trình bóc mòn, xẻ rãnh mạnh mẽ lộ ra phần đá gốc, nhưng nhiều nơi nằm dọc các đới đứt gãy hoặc đá có thành phần hạt mịn, đá magma, nên vỏ phong hóa khá dày. Kết quả xử lý tài liệu hiện có và kết quả điều tra khảo sát thực địa thấy đặc điểm vỏ phong hóa theo các nhóm đá có mặt trong vùng như sau: Vỏ phong hóa Ferosialit: với đặc điểm thạch học là sét loang lổ, thành phần khoáng vật: kaolin – geothit – hydromica, kaolin – geothit – hydromica, tuổi Neogen, Đệ Tứ. Vỏ phong hóa Ferosilit tuổi Neogen có diện phân bố ở các huyện Tiên Phước, Phú Ninh.Nơi mà vùng núi phát triển trên các bề mặt san bằng cổ bị phân cắt trung bình, tồn tại trên độ cao từ 200 – 600m. Phát triển trên hầu hết các loại đá và các dạng địa hình khác nhau, từ gò đồi thấp, thoải đến vùng núi cao. Theo mặt cắt, thường có 5 đới: Thổ nhưỡng, sét loang lỗ hoặc sẩm màu, sét sáng màu, Saprolit và đá gốc. Độ dốc địa hình từ 10 – 30 độ. Vỏ phong hóa Sialferit: với đặc điểm thạch học sét sẫm màu, thành phần khoáng vật Kaolin – hydromica – geothit, tuổi Đệ Tứ. Phân bố chủ yếu dọc các thung lũng giữa núi ở huyện Bắc Trà My. Phát triển khá phổ biến trên các đá granit, ryolit, đá phiến, lục nguyên xen phun trào acid, đá phiến kết tinh thạch anh Felspat. Theo mặt cắt, thường có 5 đới: Đá gốc, đới Saprolit (0,5 – 1,5m), đới sét sáng màu (Sialit từ 1 – 2m đến 30 – 40 m), đới sét loang lỗ (ở phần dưới thấp dày 3 – 4m; phía trên cao dày từ 1 – 1,5m) và đới thổ nhưỡng (0,2 – 0,8m). Độ dốc địa hình từ 10 – 20 độ. Vỏ phong hóa Sialit: với đặc điểm thạch học là sét sáng màu, thành phần khoáng vật kaolin – hydromica tuổi P 3. Phân bố chủ yếu ở huyện Nam Trà My. Vỏ này phát triển trên cả bề mặt san bằng và các sườn có độ dốc khác nhau. Trên các bề mặt san bằng, vỏ có mức độ trưởng thành cao hơn và bề dày mặt cắt lớn hơn ở phần sườn. Được hình thành trên các đá gốc acid (granit, ryolit, pegmatit) trên các địa hình khác nhau, đặc biệt trên mặt san bằng. Đới sét thường có màu trắng đục, trắng xanh, trắng xám, đôi khi phớt vàng; bảo tồn ít nhiều cấu tạo đá gốc hoặc ở dạng mịn dẻo, bở rời. Thành phần chủ yếu là SiO2 và Al2O3 (SiO2 = 40 – 70 %; Al2O3 = 12 – 22 %). Theo mặt cắt, thường có 4 đới: Đá gốc, Saprolit, sét sáng màu (Sialit) và thổ nhưỡng. Độ dốc địa hình từ 10 – 20 độ. 1.2.4. Đặc điểm thảm thực vật Trong khu vực nghiên cứu, thảm thực vật phát triển rất phong phú và đa dạng. Trong đó, kiểu thảm thực vật rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới phân bố phổ 11
biến ở phía tây, tây nam và nam tỉnh Quảng Nam, trên những dải núi cao ở dọc biên giới Việt - Lào và núi Ngọc Linh. Cấu trúc loại rừng này có các tầng: vượt tán, sinh thái, dưới tán, cây bụi thấp và cỏ tuyết. Rừng kín rụng lá hơi ẩm nhiệt đới thường phát triển tại các vùng có lượng mưa trung bình, thấp phân bố phổ biến ở các vùng đồi, núi thấp. Tỷ lệ cây rụng lá chiếm trên 75%. Loại hình này có cấu trúc 2 tầng, trong đó tầng cao phát triển dầy, liên tục gồm những cây rụng lá và có những dây leo thân gỗ. Tầng cỏ chiếm ưu thế là các cây thân gỗ, cây bụi nhỏ rải rác. Thảm thực vật ở vùng đồng bằng bao gồm các loại cây trồng khác nhau như: lúa nước, ngô, khoai, các loại cây mầu khác; các loại cây lấy gỗ như: tre, bạch đàn, xoan và các loại cây ăn quả như: nhãn, cam, chanh, bưởi. Thảm thực vật dải cát ven biển rất nghèo nàn với các cây chịu khô hạn, gồm: mòng biển, phi lao, keo, dương. Theo số liệu thống kê, diện tích rừng tự nhiên ở tỉnh Quảng Nam còn khoảng 477000 ha với trữ lượng gỗ 30 triệu m3 và 50 triệu cây tre nứa. Trong đó, rừng giàu có khoảng 10000 ha, phân bố chủ yếu ở các đỉnh núi. Rừng nghèo, rừng trung bình và rừng tái sinh có trữ lượng gỗ khoảng 69m 3/ha. Ngoài gỗ (sản lượng khai thác có thể đạt khoảng 80000 m3/năm), trong rừng còn có hệ động, thực vật phong phú với các loại lâm sản quý như: quế, trầm, song, mây. Ngoài ra, vùng đất đồi, núi thấp phát triển rừng trồng, cây công nghiệp dài ngày, cây ăn quả và cây dược liệu quý. 1.2.5. Tài nguyên và khoáng sản - Khoáng sản Tài nguyên khoáng sản ở Quảng Nam khá phong phú và đa dạng về loại hình và trữ lượng. Hiện tại đã phát hiện được các mỏ và điểm quặng, một số mỏ đã và đang khai thác phục vụ cho phát triển kinh tế ở địa phương. Khoáng sản bao gồm: nguyên liệu cháy, kim loại (kim loại màu, kim loại đen, kim loại quý hiếm…), phi kim loại (phân khoáng, vật liệu xây dựng) và nước khoáng. Than đá đang khai thác với sản lượng đạt 500000 tấn/năm. Vàng gốc và vàng sa khoáng đã và đang được khai thác với sản lượng khoảng vài trăm kilôgam/năm. Cát trắng công nghiệp có trữ lượng lớn, phân bố chủ yếu ở dải ven biển phía đông bắc tỉnh Quảng Nam. Hiện nay đã thăm dò được 18 mỏ nước khoáng nóng có chất lượng tốt. Các khoáng sản: khí mêtan, uranium, nguyên liệu làm xi măng được đánh giá có trữ lượng vào loại lớn ở miền Trung. Ngoài ra, trên địa bàn tỉnh Quảng Nam còn rải rác phân bố các loại đá granit, đất sét, cát thủy tinh, titan, cao lanh, mica… cung cấp nguyên liệu cho các ngành xây dựng, công nghiệp sành sứ và thủy tinh. - Tài nguyên đất Quảng Nam có tổng diện tích tự nhiên là 1.040.683 ha được hình thành từ các loại đất khác nhau, gồm các cồn cát và đất cát ven biển, đất phù sa sông, đất phù 12