Nghiên cứu dự báo nguy cơ trượt lở mái dốc dọc các tuyến giao thông trọng điểm miền núi tỉnh Quảng Nam và đề xuất giải pháp ứng phó là sản phẩm của các nhà khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội.

Trượt lở ở nơi thảm thực vật nghèo

Đề tài độc lập cấp Nhà nước “Nghiên cứu dự báo nguy cơ tai biến trượt lở mái dốc dọc các tuyến giao thông trọng điểm miền núi tỉnh Quảng Nam và đề xuất giải pháp ứng phó” do PGS.TS Đỗ Minh Đức, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội chủ trì thực hiện. Mục tiêu là đánh giá được hiện trạng, xác định nguyên nhân và dự báo nguy cơ trượt lở mái dốc dọc các tuyến giao thông trọng điểm miền núi tỉnh Quảng Nam; Đề xuất các giải pháp ứng phó, giảm thiểu thiệt hại do tai biến trượt lở mái dốc dọc các tuyến giao thông trọng điểm vùng nghiên cứu. Các giải pháp này có khả năng áp dụng cho các vùng có điều kiện tương tự.

Theo PGS.TS Đỗ Minh Đức, do nhiều đặc điểm bất lợi về khí hậu và địa hình, Việt Nam chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của tai biến thiên nhiên, đặc biệt là trượt lở. Theo số liệu thống kê, mỗi năm nước ta thiệt hại tới 4.000 tỷ đồng và khoảng 750 người chết. Sự phát triển nhanh của nền kinh tế Việt Nam có thể bị ảnh hưởng đáng kể nếu các tai biến như trượt lở, đá đổ, động đất, xói lở bờ biển và sụt lún mặt đất tại nhiều khu vực không được ngăn ngừa hay giảm thiểu một cách thích hợp.

Biến đổi khí hậu và hoạt động nhân sinh đã và đang cường hóa tai biến trượt lở, dẫn đến hậu quả nghiêm trọng hơn. Việc nghiên cứu trượt lở ở Việt Nam khởi đầu từ những thập niên cuối của thế kỷ 20, cho đến nay đã đạt được một số thành tựu bước đầu, song vẫn chưa thể đáp ứng nhu cầu do thiên tai ngày càng dị thường, biến đổi khí hậu ngày càng tác động mạnh mẽ đến tự nhiên.

Hàng loạt vụ sạt lở đất nghiêm trọng năm 2020 đã lấy đi sinh mạng của hàng chục người dân, gây tang thương, mất mát kéo dài. Để ứng phó với thực trạng này, nhóm nghiên cứu bắt đầu thực hiện nghiên cứu các giải pháp phòng ngừa sạt lở tại đây dựa trên các đặc điểm tự nhiên của khu vực.

TS Đỗ Minh Đức cho biết, trên địa bàn tỉnh Quảng Nam, lớp phủ thực vật rất phong phú về mặt chủng loại và chất lượng. Đặc tính của chúng phụ thuộc vào từng vùng địa hình. Sơ đồ thảm thực vật được xây dựng trên cơ sở phân tích ảnh viễn thám LANDSAT 8 và kiểm định, hiệu chỉnh theo thực tế trong các đợt khảo sát thực địa tại khu vực nghiên cứu.

Bản đồ thảm thực vật đã nhóm gọn lại thành 7 nhóm: Rừng phòng hộ, rừng đặc dụng, rừng sản xuất, đất sản xuất nông nghiệp, mặt nước, dân cư và khu vực đất trống/đất chưa sử dụng. Kết quả chồng chập các vị trí trượt lở và sơ đồ thảm thực vật của khu vực nghiên cứu cho thấy, đối tượng có thể có ảnh hưởng nhiều nhất đối với hiện tượng trượt lở là rừng sản xuất nói chung (trồng keo lai, quế…).

Thống kê cũng đưa ra kết quả rằng, 42% điểm trượt lở trồng keo cao 3m, 21% điểm trượt lở trồng keo thấp hơn 3m và chỉ 37% điểm trượt vỏ thực vật trồng các loại cây khác, hoặc rừng nguyên sinh. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, các khu vực mái dốc có thời gian nhất định không được che phủ bởi thảm thực vật đã dẫn đến sự hình thành các khe nứt tách (tension crack) phía trên mái dốc.

Với lớp đất phong hóa dày và hàm lượng sét đáng kể ở nhiều khu vực trong tỉnh Quảng Nam, các khe nứt này phát triển đến chiều sâu lớn, tạo điều kiện cho sự hình thành các khối trượt quy mô lớn đến cực lớn. Do vậy, các khối trượt lớn thường xuất hiện tại các mái dốc có hoạt động xây dựng ở phía trên (xây dựng cột trụ đường dây điện, cột viễn thông, làm đường…) hoặc trồng và khai thác cây keo đã dẫn đến bề mặt mái dốc bị xáo trộn và có những khoảng thời gian nhất định là đất trống, đồi trọc.

Vẽ bản đồ nguy cơ sạt trượt

Theo nhóm nghiên cứu, trượt lở các mái dốc đường giao thông tỉnh Quảng Nam diễn ra trầm trọng vào mùa mưa bão, gây nhiều thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản. Với các phương pháp khảo sát hiện trường, thí nghiệm trong phòng và tính toán hiện đại, đề tài đã khảo sát và đo vẽ chi tiết 375 khối trượt dọc các tuyến đường giao thông trọng điểm tỉnh Quảng Nam. Các khối trượt được phân chia thành 11 loại theo đặc điểm dịch chuyển và vật liệu trượt. Các khối trượt có thể tích lớn đến cực kỳ lớn chiếm tới 32%.

PGS.TS Đỗ Minh Đức cho biết, nguyên nhân trực tiếp gây trượt lở là mưa lớn, tẩm ướt đất đá làm suy giảm sức chống cắt của đất không bão hòa. Đối với các khối trượt lớn, mực nước ngầm dâng cao, tạo áp lực lỗ rỗng dư trong các tầng đá phong hóa nứt nẻ dẫn đến trượt đất đá. Trên cơ sở các phân tích thống kê và tính toán định lượng bằng mô hình toán, 480 đoạn đường đã được xác định có nguy cơ trượt lở, 47 đoạn có nguy cơ trượt lở cao và 189 đoạn có nguy cơ trượt lở rất cao.

Hiện tượng trượt lở chịu ảnh hưởng rõ rệt của độ dốc mái khi khai đào, các đới phá hủy kiến tạo, tầng đất phong hóa dày và các hoạt động nhân sinh trên mái dốc. Động đất kích thích do hồ chứa Sông Tranh 2, đánh giá qua hệ số gia tốc ngang, làm giảm hệ số ổn định của mái dốc 5 - 15% tùy thuộc đặc điểm đất đá.

Khu vực nghiên cứu dọc các tuyến giao thông trọng điểm, qua phân tích bằng các mô hình học máy (hồi quy logistic, mạng nơron nhân tạo) được phân thành 5 vùng có nguy cơ trượt lở từ rất thấp đến rất cao, trong đó diện tích vùng trượt lở cao và rất cao chiếm khoảng 5% và 3%.

Với các phương pháp phân tích thống kê và mô hình học máy, nhóm nghiên cứu đã xây dựng được ma trận cảnh báo sớm nguy cơ trượt lở kết hợp giữa nguy cơ trượt lở của các đoạn đường với ngưỡng mưa gây trượt lở (xây dựng trên cơ sở lượng mưa ngày, mưa tích lũy trong 6 và 12 ngày). Các cấp độ cảnh báo được phân thành 5 bậc từ rất thấp đến rất cao cùng các khuyến nghị giải pháp ứng phó.