- ứng dụng công nghệ GIS để cảnh báo lũ bùn đá. - vμ tìm địa điểm xây dựng thủy điện nhỏ, lấy ví dụ ở Lμo Cai. - Bản chất của ứng dụng Hệ thông tin địa lý là xác lập mối liên hệ không gian giữa các đối t−ợng và hiện t−ợng mang thuộc tính không gian. - Trong nghiên cứu xác lập sơ đồ logic cho ứng dụng GIS, ng−ời ta phải tìm đ−ợc những mối liên hệ giữa các hiện t−ợng để từ đó xác lập các lớp thông tin cần phải đ−a vào mô hình. - Số l−ợng lớp thông tin khá nhiều, nh−ng chúng th−ờng có hệ số t−ơng quan rất khác nhau với đối t−ợng nghiên cứu. - Nhiệm vụ của ng−ời vận dụng cụ thể là phải định đ−ợc những mối liên hệ chặt chẽ nhất để −u tiên tìm kiếm trong khi thành lập cơ sở dữ. - Ví dụ, căn cứ vào định nghĩa về “bãi bồi là bề mặt tích tụ d−ới đáy thung lũng sông do hoạt động xâm thực và tích tụ của dòng sông tạo nên và hàng năm vẫn bị n−ớc lũ tràn ngập”, khi muốn xác định diện tích những không gian bị ngập lụt, nhà nghiên cứu lũ lụt bằng công nghệ GIS tr−ớc hết phải có lớp thông tin thể hiện toàn bộ những diện tích bãi bồi thấp, bãi bồi cao rồi cho nó kết hợp với những lớp thông tin về độ cao lũ khác nhau. - Với cách suy nghĩ nh− vậy, trong quá trình thực hiện đề tài NCCB mã số 74.06.04 và đề tài trọng điểm mã số QGTĐ 03.04 trên địa bàn tỉnh Lào Cai, chúng tôi đã chú ý tới mối liên hệ rất trực quan giữa một số đặc tr−ng địa mạo có thể dùng làm cơ sở cho việc sử dụng công nghệ GIS. - để phát hiện những không gian có giá trị sử dụng đặc biệt cũng nh− dự báo một số tai biến thiên nhiên nguy hiểm.. - hình GIS phục vụ cho việc xác định những không gian tiềm ẩn tai biến lũ bùn đá, tìm kiếm những vị trí thuận lợi để xây dựng hồ, đập và mặt bằng đặt nhà máy thủy điện cỡ nhỏ ở vùng núi.. - Kết quả nghiên cứu tai biến lũ bùn - đá ở Bắc Hà và khả năng áp dụng GIS để cảnh báo nguy cơ tai biến cho những vùng núi t−ơng tự. - Cơ sở khoa học. - Lũ bùn - đá là một dạng của lũ quét xuất hiện đột ngột, hoạt động trong khoảng thời gian ngắn, di chuyển với tốc độ cao và có sức công phá rất lớn. - Theo chúng tôi, ngoài những tác nhân thuận lợi khác, điều kiện tiên quyết để sinh ra lũ bùn. - 1) Thứ nhất là phải có những khối tr−ợt lở đất đá diễn ra mạnh từ 2 s−ờn thung lũng để cung cấp vật liệu bùn đá cho dòng lũ khi nó xảy ra;. - Kết quả phân tích địa mạo khu vực s−ờn phía tây và tây nam của sơn nguyên Bắc Hà cho thấy ở đây có những yếu tố thỏa mãn rất tốt những điều kiện nêu trên.. - Đối với điều kiện tiên quyết thứ nhất có thể nêu những yếu tố chính sau đây:. - Cấu trúc địa chất đơn nghiêng với các lớp đá cứng mềm xen kẽ nhau dẫn đến sự phong hóa chọn lọc, tạo ra nhiều vật liệu vụn trong tập đá mềm. - Đối với điều kiện tiên quyết thứ 2, khu vực nghiên cứu có những yếu tố cấu trúc thạch học và kiến tạo đặc biệt thuận lợi sau đây:. - Cấu tạo đơn nghiêng với thành phần thạch học nh− trên là tiền đề để khi dòng chảy cắt vuông góc hoặc gần vuông góc với đ−ờng ph−ơng của nó, sẽ hình thành dạng “thung lũng xuyên thủng”. - Đoạn thung lũng bị thu hẹp (khi cắt qua vỉa đá cứng - đá vôi) sẽ là nơi dòng lũ mang theo bùn đá bị tắc nghẽn, tạo ra đập chắn tạm thời.. - Nhiều khe nứt và đứt gãy kiến tạo cắt gần vuông góc với đ−ờng ph−ơng của đơn nghiêng là tiền đề xuất hiện những đoạn “thung lũng xuyên thủng”nói trên.. - ứng dụng ph−ơng pháp GIS để xác định những khu vực có nguy cơ tai biến lũ bùn đá. - Qua phân tích nguyên nhân gây ra hiện t−ợng lũ bùn đá phổ biến rộng rãi khác th−ờng ở Bắc Hà, có thể thấy mối liên hệ rất trực quan của chúng với những đặc tr−ng về cấu trúc kiến tạo, cấu trúc thạch học, h−ớng dòng chảy so với đ−ờng ph−ơng và thế nằm của đất đá, h−ớng phơi của l−u vực, h−ớng vận động của các khối khí gây m−a. - Những mối liên hệ khá chặt chẽ đó là cơ sở. - để đ−a ra sơ đồ logic cho Hệ Thông tin Địa lý ứng dụng trong nghiên cứu nguy cơ tai biến lũ bùn. - Bản đồ địa hình;. - ảnh viễn thám ở các tỷ lệ phù hợp với quy mô nghiên cứu.. - Từ đó xây dựng các lớp thông tin dạng số:. - Sơ đồ lineament sông suối, khe nứt và đứt gãy kiến tạo (6);. - Trong đó, các lớp thông tin 1, 2 đ−ợc phân tích và tính toán từ mô hình số độ cao (xây dựng trên cơ sở số liệu độ cao từ bản đồ địa hình), các lớp 3, 4 và 6 đ−ợc số hóa và nhập thuộc tính từ. - bản đồ địa chất, còn lớp 5 có thể khai thác từ ảnh vệ tinh (thông qua tính toán chỉ số thực vật NDVI) hoặc ảnh máy bay (điều vẽ). - Lớp thông tin 7 đ−ợc số hóa trực tiếp từ bản đồ HTSDĐ nếu có, hoặc có thể điều vẽ từ ảnh viễn thám kết hợp với thực địa kiểm tra.. - Không gian nghiên cứu đ−ợc giới hạn trên cơ sở tích hợp các lớp thông tin 1 và 2 dọc theo các thung lũng sông suối có s−ờn dốc và độ chênh cao đáy giữa th−ợng l−u và hạ l−u lớn. - H−ớng cắm của đá gốc (lớp 4) và h−ớng của dòng chảy (lớp 6) cùng với lớp lineament khe nứt và đứt gãy kiến tạo (cùng xây dựng trên một lớp chung) sẽ đ−ợc chuyển về giá trị góc từ 0 đến 360 0 rồi tích hợp lại với nhau để xác định góc hợp giữa dòng chảy, các đứt gãy kiến tạo và đ−ờng ph−ơng hoặc h−ớng cắm của đá gốc. - Trên cơ sở kết quả tính toán để tìm ra các hệ thống dòng chảy có h−ớng vuông hoặc gần vuông góc với ph−ơng của đá gốc (có góc hợp từ 30 đến 150 0. - xác định đ−ợc các thung lũng sông suối có h−ớng dòng chảy cắt vuông góc với ph−ơng của đá. - gốc, việc xác định tính xen kẽ của các lớp đá gốc có độ rắn chắc khác nhau đ−ợc thực hiện trên cơ sở tích hợp với lớp thông tin về thành phần thạch học (lớp 3, mới chỉ giới hạn trong những thành tạo trầm tích và trầm tích biến chất khai thác từ bản đồ địa chất và phân tích kiểu dáng. - Tích hợp các lớp thông tin chủ yếu: a) Mô hình số độ cao. - b) Đặc điểm cấu trúc và thạch học. - c) Mạng l−ới thủy văn để xác định những khu vực tiềm ẩn tai biến lũ quét (d).. - L−u vực sông tiềm ẩn tai biến lũ quét. - H−ớng s−ờn và lớp phủ thực vật sẽ là những thông tin mang tính chỉ tiêu, đ−ợc bổ sung để. - đánh giá mức độ hay khả năng xuất hiện của lũ bùn đá trên khu vực nghiên cứu, thông qua việc. - đánh giá mức độ tiềm ẩn tr−ợt lở trên s−ờn các thung lũng. - Hiện t−ợng lũ quét sẽ trở thành một dạng tai biến thiên nhiên cự kỳ nguy hiểm ở vùng núi khi nó tác động lên hệ thống quản lý tài nguyên của con ng−ời. - Bởi vậy, kết quả cuối cùng sẽ đ−ợc tích hợp với lớp thông tin HTSDĐ (lớp 8) để xây dựng bản đồ cảnh báo tai biến lũ quét. - Kết quả tích hợp các lớp thông tin sẽ làm nổi rõ những l−u vực nhỏ có nhiều nguy cơ tai biến lũ bùn đá, nơi có sự t−ơng tác phù hợp của các lớp 2, 3, 4 và 6.. - Trên đây là sơ đồ phân tích và tích hợp các lớp thông tin đặc tr−ng cho một kiểu vùng có cấu trúc địa chất - địa mạo nhất định. - chứng minh đ−ợc tính hiện thực của khả năng dùng GIS để xác định nguy cơ tai biến lũ bùn đá.. - Tìm kiếm các vị trí xây dựng hồ, đập và đặt nhà máy thủy điện nhỏ ở miền núi 3.1. - Trong địa mạo ứng dụng, từ lâu ng−ời ta đã xác định đ−ợc những tiêu chí cơ bản cho việc tìm kiếm địa điểm xây dựng hồ và đập. - Nghiên cứu của chúng tôi tại khu vực hồ thủy điện nhỏ Chu Linh - Cốc San, huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai đã cho phép đ−a ra một số nhận định có ý nghĩa ph−ơng pháp luận sau đây:. - Đối với những dự án thủy điện loại nhỏ, do vốn đầu t− hạn chế, cần tìm những địa điểm. - Cần chọn đoạn thung lũng có trắc diện dọc càng thoải càng tốt để đảm bảo lòng hồ có thể tích tối −u đối với mỗi cao trình của đập;. - Cần giảm tối đa giá thành xây dựng đập, nghĩa là phải chọn đ−ợc nơi thung lũng có mặt cắt ngang hẹp và điều kiện địa chất công trình thuận lợi nhất;. - Cần tăng hiệu suất của dự án bằng cách chọn những thung lũng cho phép tăng tối đa thế năng cột n−ớc đ−a vào tua bin.. - Xét theo những yêu cầu trên thì việc chọn địa điểm làm lòng hồ, tuyến đập và nơi đặt nhà máy phát điện cho dự án thủy điện nhỏ Chu Linh - Cốc San đã đ−ợc thực hiện một cách rất hợp lí. - đối với điều kiện miền núi cao và núi trung bình. - Sau đây chúng tôi sẽ phân tích những −u điểm của lựa chọn này trên quan điểm địa mạo để làm cơ sở cho việc vận dụng công nghệ viễn thám và GIS trong công tác tìm kiếm địa điểm đặt công trình thủy điện nhỏ ở miền núi.. - Địa điểm làm lòng hồ. - Do có h−ớng trùng với h−ớng cấu trúc chính của dãy núi địa lũy Hoàng Liên Sơn nên nó đ−ợc gọi là dải trũng dọc và thung lũng sông suối hình thành trong đó đ−ợc gọi là thung lũng dọc. - Vì là những thung lũng dọc nên chúng có trắc diện dọc rất thoải, trung bình là 1,2%, do đó bồn hồ có độ gia tăng thể tích tối. - Đây là một đoạn thung lũng xuyên thủng điển hình, bởi vì mặt cắt ngang hẹp và sâu của nó t−ơng phản hoàn toàn so với cả 2 đoạn thung lũng dọc nói trên cũng nh− so với đoạn thung lũng Ngòi Dum mở rộng ngay sát bên d−ới về phía hạ l−u. - Sự hình thành đoạn thung lũng hẹp này đ−ợc khơi mào bởi một đứt gãy vuông góc với h−ớng cấu trúc chính của dãy núi địa lũy Hoàng Liên Sơn, tức là một đứt gãy ngang thể hiện rõ trên địa hình, và do vậy đoạn thung lũng này đ−ợc gọi là thung lũng ngang. - Trong vùng nghiên cứu còn có thể gặp nhiều đứt gãy ngang và thung lũng ngang nh−. - Đây cũng là một nét sơn văn đặc tr−ng cho nhiều dải núi kéo dài bị nâng mạnh bởi vận động kiến tạo: d−ờng nh− bao giờ cũng có sự giao cắt của hai hệ thống khe nứt và đứt gãy kiến tạo chính, trong đó một hệ thống song song với trục sơn văn chính, còn hệ thống kia gần vuông góc với nó. - T−ơng ứng sẽ hình thành mạng l−ới thủy văn gồm những thung lũng dọc và thung lũng ngang, nh− tr−ờng hợp của vùng nghiên cứu này. - Hệ quả là nơi hội l−u của các thung lũng dọc th−ờng có diện tích khá rộng và thoải, làm tiền đề cho cho sự tập trung nguồn n−ớc để sau đó tìm. - đ−ờng thoát ra theo đoạn thung lũng ngang hẹp và sâu, hình thành một cấu trúc địa hình kiểu. - “chuôi vồ”, rất lý t−ởng cho xây dựng hồ và đập.. - Vị trí đặt nhà máy phát điện: Một điều đáng chú ý là s−ờn Đông Bắc của dãy Hoàng Liên Sơn có tính phân bậc mang tầm khu vực rất rõ, khiến cho trắc diện dọc của các thung lũng ngang có nhiều điểm gãy với những đoạn dốc và thoải xen kẽ nhau. - đặt nhà máy phát điện cỡ nhỏ, bởi vì có thể dễ dàng lợi dụng độ chênh cao của đoạn dốc để tăng thế năng cho cột n−ớc qua tua bin còn ở đầu đoạn thoải thì có thể tìm đ−ợc mặt bằng xây dựng.. - Hai địa điểm đặt nhà máy phát điện trên Ngòi Dum là Chu Linh và Cốc San chính là những nơi nh− vậy: cột n−ớc bình quân đối với Chu Linh là 509m và đối với Cốc San là 517m.. - ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS. - Những điều phân tích trên đây là cơ sở khoa học cho việc sử dụng các t− liệu viễn thám,. - đặc biệt là ảnh vệ tinh với sự hỗ trợ của GIS và hệ thống xử lý ảnh để tìm kiếm địa điểm xây dựng các công trình thủy điện nhỏ và vừa ở miền núi.. - Việc tìm kiếm địa điểm làm lòng hồ tựu trung lại là tìm các thung lũng dọc. - Điều này có thể thực hiện đ−ợc dễ dàng nhờ đọc trực tiếp trên các t− liệu viễn thám hoặc mô hình số độ cao. - Địa điểm làm đập đ−ợc xác định qua việc tìm vị trí có sự cắt nhau của các đứt gãy dọc và ngang (t−ơng ứng là của các thung lũng dọc và thung lũng ngang). - Chúng có thể đ−ợc nhận biết trực tiếp trên t− liệu ảnh viễn thám hoặc với sự trợ giúp của GIS bằng cách chiết xuất các hệ thống đứt gãy dọc và ngang từ ảnh hoặc mô hình số độ cao trên cơ sở h−ớng của đứt gãy. - đ−ợc tích hợp lại với nhau, tại vị trí giao nhau của hai đứt gãy các pixel sẽ mang thuộc tính về h−ớng của cả hai đứt gãy. - Trên cơ sở đó tích hợp với lớp thông tin của mạng l−ới thủy văn và sơn văn để lọc ra những dạng có h−ớng song song và h−ớng vuông góc với trục sơn văn chính của dải núi cần phân tích.. - Địa điểm đặt nhà máy phát điện đ−ợc tìm trên các thung lũng ngang tại những điểm gãy trong trắc diện dọc của chúng căn cứ vào mô hình số độ cao hoặc độ dốc địa hình. - Nh− vậy, cần tích hợp lớp thông tin về đứt gãy ngang và thung lũng ngang đã đ−ợc chiết suất từ kết quả của hai. - công đoạn trên với lớp thông tin mô hình số độ dốc địa hình để phát hiện những không gian thay. - đổi độ dốc đột ngột trong trắc diện dọc của thung lũng suối (hình 2).. - Các thung lũng dọc, ngang đ−ợc xác định theo cấu trúc địa chất (a) và từ ảnh máy bay (b).. - Các nhân tố làm phát sinh lũ bùn đá ở Bắc Hà, Lào Cai thể hiện rất rõ trên các t− liệu bản. - Phép phân tích địa mạo đã làm rõ đ−ợc những cặp quan hệ t−ơng quan chính yếu nhất, do đó đã có thể định h−ớng công đoạn xây dựng cơ sở dữ liệu với độ tin cậy cao để ứng dụng GIS vào việc cảnh báo nguy cơ tai biến lũ bùn đá đối với những vùng có kiểu cấu tạo địa chất - địa mạo t−ơng tự nh− khu vực Bắc Hà, Lào Cai. - Những cặp t−ơng quan có ý nghĩa quyết định ở đây là: 1) sự giao cắt vuông góc hoặc gần vuông góc giữa h−ớng chảy của suối, của khe nứt và đứt gãy kiến tạo với đ−ờng ph−ơng của các lớp đất đá đơn nghiêng. - Việc tìm địa điểm xây dựng thủy điện nhỏ và vừa tại các vùng núi dạng tuyến có thể giải quyết t−ơng đối dễ dàng nhờ phân tích quan hệ không gian giữa một số nhân tố chủ yếu, nh− các hệ thống đứt gãy dọc - đứt gãy ngang và thung lũng dọc - thung lũng ngang theo t−ơng quan với trục sơn văn chính. - Việc phân tích này có thể đ−ợc tiến hành tự động nhờ ph−ơng pháp GIS qua tích hợp các lớp thông tin về những dạng và yếu tố địa hình lineament nói trên với lớp thông tin mô hình số độ cao và độ dốc. - Sự giao thoa giữa chúng sẽ làm nổi rõ những cấu trúc địa hình dạng. - Độ chính xác của những kết quả phân tích và tính toán với sự hỗ trợ của công nghệ viễn thám và GIS phụ thuộc nhiều vào cơ sở dữ liệu đầu vào. - Tuy nhiên nó còn phụ thuộc nhiều hơn nữa vào những ý t−ởng khoa học đã đ−ợc đúc kết qua nghiên cứu thực tế. - Nghiên cứu tai biến thiên nhiên trên cơ sở ph−ơng pháp địa mạo phục vụ phát triển đô thị dải đồng bằng ven biển Đà Nẵng - Quảng Ngãi.. - Lũ bùn - đá và những dấu hiệu cảnh báo rút ra từ kết quả. - nghiên cứu chúng trên s−ờn Tây Nam bình sơn Bắc Hà. - Nghiên cứu ảnh h−ởng của đặc điểm địa mạo tới độ nhạy cảm ngập lụt vùng đồng bằng Huế trên cơ sở ứng dụng viễn thám và GIS