Nguyên nhân và cơ chế gây ra hiện tượng sụt lún đất ở huyện Nam Đông
Trong các công trình nghiên cứu về tai biến sụt lún đất đều nhận định hiện tượng sụt lún đất xảy ra bởi nhiều nguyên nhân khác nhau: hoạt động của đứt gãy kiến tạo, đặc điểm địa chất – thạch học, nền đất yếu, hang hốc karst, tầng chứa nước dưới đất, lượng mưa lớn hoặc khô hạn.
Để xác định nguyên nhân, cơ chế gây sụt lún đất ở xã Hương Lộc, huyện Nam Đông, chúng tôi đã phân tích tài liệu địa chất, kiến tạo, trầm tích, cột địa tầng lỗ khoan, địa chất công trình, địa chất thuỷ văn; sử dụng chuỗi số liệu về khí tượng thuỷ văn; phân tích ảnh vệ tinh và điều tra, khảo sát hiện trạng sụt lún đất, hoạt động nhân sinh khu vực nghiên cứu và lân cận.
Thực tế điều tra nghiên cứu sụt lún đất ở Nam Đông đã khẳng định việc phát sinh tai biến sụt lún đất là do một số nguyên nhân gây nên; có thể chia thành hai nhóm chính: nhóm các nguyên nhân tự nhiên và hoạt động nhân sinh.
1. Các nguyên nhân tự nhiên
Trên cơ sở phân tích các yếu tố tự nhiên gây sụt lún đất trên phạm vi nghiên cứu, có thể xác định một số nguyên nhân chính như sau:
– Hoạt động tân kiến tạo dọc các đứt gãy này tạo cho một số khu vực hình thành đới nứt nẻ dập vỡ kiến tạo. Tùy thuộc vào độ bền vững và cấu trúc của đá mà mức độ phá hủy đá gốc có biểu hiện khác nhau. Hoạt động tân kiến tạo để lại dấu ấn rõ nhất về mức độ phá hủy trong các thành tạo đá gốc cát bột kết thuộc hệ tầng Tân Lâm, tạo cho móng đá gốc ở phía dưới lớp phủ bị dập vỡ nứt nẻ theo nhiều hướng và tạo nên các đới vỡ vụn tách rời với các kích thước khác nhau. Sự tồn tại này với biến động nước ngầm giữa thời gian hai mùa (mùa khô và mùa mưa) thúc đẩy quá trình hòa tan rửa lũa (phong hóa hóa học) tạo nên các đới phong hóa khác nhau trong các khối đá gốc. Đây là các thành tạo có mức độ chứa nước tốt, có hệ số thấm và khả năng luân chuyển của nước ngầm rất mạnh.
– Lớp phủ là trầm tích Đệ Tứ thuộc các nhóm đất bở rời cuội, sỏi, cát, sét; đặc biệt là các thành tạo có nguồn gốc hỗn hợp sông lũ (apQ21-2) có thành phần tảng, cuội, cát sét có hệ số thấm cao (K=2,3×10-3 cm/s) có đặc tính dễ thấm nước và cũng dễ mất nước, có hệ số bất đồng nhất rất lớn (d60/d10=56, d30/d10=25 trong khi giới hạn về xói ngầm d60/d10=56, d30/d10=25) nên lớp đất dễ bị xói ngầm. Phía dưới là nền đá trầm tích lục nguyên thuộc hệ tầng Tân Lâm (D1tl) bị dập vỡ, nứt nẻ, đặc biệt là ở các nút giao nhau của các đứt gãy kiến tạo có phương khác nhau. Đồng thời đây là các khu vực đới chứa nước ngầm có mức độ giàu nước. Cả lớp phủ phía trên và nền đá gốc bị dập vỡ ở dưới là đới chứa nước có mức độ giàu nước, có sự liên thông bổ sung thường xuyên bởi các dòng chảy mặt và nước mưa; giữa chúng không có lớp cách nước.
– Trong và sau những trận mưa lớn sẽ hình thành dòng thấm trong các lớp đất đá cấu tạo nên thung lũng sông Thượng Lộ, đặc biệt là các thành tạo đất rời. Hướng của dòng chảy ngầm vuông góc với dòng chảy và có quan hệ trực tiếp với dòng chảy trong sông Thượng Lộ. Quá trình này sẽ phát sinh một áp lực thủy động lớn có khả năng rửa xói và mang hạt mịn (cát, bụi, sét) hơn trong thành tạo aluvi-proluvi (apQ21-2), hình thành quá trình xói ngầm trong bậc thềm sông.
Tại đới dập vỡ của đứt gãy kiến tạo, có sự tập trung của dòng chảy ngầm. Do hướng đứt gãy song song với lòng dẫn nên có quan hệ trực tiếp với dòng chảy trong sông. Khi có mưa lớn, vận tốc dòng chảy trong sông tăng cao với thế năng dòng chảy lớn. Vì vậy, trong đới dập vỡ của đứt gãy kiến tạo có vai trò như một kênh dẫn liên thông trực tiếp với dòng chảy trên sông nên gradient dòng ngầm rất lớn. Chính điều này làm gia tăng đột ngột vận tốc của dòng chảy ngầm gây tác động trực tiếp lên thành tạo hạt mịn trong trầm tích aluvi – proluvi, tạo nên quá trình xói ngầm và cuốn chúng ra lòng sông và được vận chuyển đi nơi khác bởi dòng chảy lũ.
Các biến động nêu trên tạo cho quá trình xói ngầm đồng thời cùng xuất hiện kéo theo hiện tượng sụt lún mặt đất trên phạm vi bậc thềm sông được cấu tạo bởi trầm tích aluvi – proluvi ở Hương Lộc, Nam Đông.
2. Các hoạt động nhân sinh
Nhìn chung rất khó xác định cụ thể hoạt động nào của con người là nguyên nhân gây sụt lún đất, bởi lẽ trong thực tế luôn diễn ra nhiều hoạt động đan xen nhau. Trong trường hợp sụt lún đất ở khu vực Hương Lộc, Nam Đông, qua phân tích mối quan hệ giữa các hoạt động nhân sinh với thời điểm và quá trình xảy ra tai biến sụt đất, cho thấy các yếu tố nhân tạo có tác động trực tiếp đến hình thành sụt đất không đáng kể.
Như vậy, sụt lún đất ở Hương Lộc, Nam Đông là tác động đồng thời của các yếu tố tự nhiên trong đó vai trò của cấu trúc địa chất, đặc biệt là đứt gãy kiến tạo và chế độ thủy văn khu vực rất lớn.
Từ những kết quả nghiên cứu trên có thể rút ra một số kết luận sau:
– Sự hội tụ của các đới dập vỡ kiến tạo, đặc biệt là các đứt gãy song song với dòng chảy sông và thành tạo trầm tích Đệ Tứ bở rời có tiềm năng nước ngầm lớn, có mức độ bất đồng nhất cao và địa hình thấp trũng chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của các dòng chảy ngầm, dòng chảy mặt là các yếu tố tự nhiên quyết định việc hình thành tai biến sụt lún đất ở Hương Lộc, Nam Đông.
– Các nguyên nhân tự nhiên như trên tạo nên một số vị trí rất nhạy cảm với tai biến sụt lún mặt đất ở khu vực nghiên cứu. Các vị trí này sớm hay muộn cũng sẽ phát sinh sụt lún đất khi có chấn động lớn hoặc có sự gia tăng của dòng chảy ngầm mạnh hoặc biến động đột ngột mực nước ngầm.
– Hoạt động nhân sinh không đóng vai trò quyết định trực tiếp gây nên tai biến sụt lún đất, nhưng các tác động tiêu cực của hoạt động nhân sinh đã góp phần thúc đẩy dòng chảy lũ cũng góp phần gây nên hiện tượng sụt lún mặt đất.
CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM |