Phương Pháp Thu Thập, Tổng Hợp Và Xử Lý Số Liệu

là 28mm/năm. Vùng có tốc độ lún nhanh (trên 15mm/năm) tập trung chủ yếu ở khu vực ngoại vi từ Tây Bắc quận 2, huyện Nhà Bè kéo dài qua Bình Chánh, quận 7, ... Tại khu vực nội thành, tốc độ lún giảm dần so với các năm trước, nhiều khu vực chỉ còn lún dưới 5mm/năm. [1]

Ngoài ra, còn một số bài báo về đánh giá sự thay đổi bề mặt địa hình như: “ Đánh giá biến đổi bề mặt địa hình do phát triển đô thị tại vùng phía nam thành phố Hồ Chí Minh trên cơ sở phân tích tư liệu viễn thám” của tác giả Trần Thị Vân, Bùi Thị Thy Ý, Hà Dương Xuân Bảo. Bài báo sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat từ năm 2000 và năm 2010 để đánh giá sự thay đổi bề mặt địa hình do nguyên nhân đô thị hóa. Kết quả chỉ ra rằng, tại quận 7 và huyện Nhà Bè, có sự thay đổi lớn về diện tích nâng nền lên cao độ 2.0 – 2.5m tương ứng là hơn 44.1% và 20.27%, điều này cũng là nguyên nhân gây ra lún diện rộng trong khu vực. [3]

Trên thế giới phương pháp nghiên cứu lún như: nội suy Kriging, quan trắc lún, khảo sát, tính toán lý thuyết,... cũng được sử dụng khá phổ biến đi cùng với phương pháp GIS và Viễn Thám và xây dựng nên cơ sở dữ liệu lún cho khu vực lớn. Tuy nhiên, ở khu vực nghiên cứu hiện tại chưa được ứng dụng nhiều để nghiên cứu lún và xây dựng các bản đồ địa chất phục vụ cho quy hoạch và các ứng dụng cho quản lý về địa chất, xây dựng.

1.5. Thực trạng lún tại khu vực nghiên cứu

Hiện tượng lún nền đất đang diễn ra mạnh mẽ, đặt biệt tại các khu vực tập trung các công trình xây dựng, khu dân cư, hay khu vực có nâng nền.

Theo kết quả nghiên cứu từ bài báo: “Ứng dụng kỹ thuật Insar vi phân trong quan trắc biến dạng mặt đất khu vực thành phố Hồ Chí Minh” của tác giả Lê Văn Trung, Hồ Tống Minh Định đăng trên tạp chí phát triển KH&CN, tập 11, số 12 – 2008, kết quả chỉ ra rằng khu vực Quận 7 với biến dạng mặt đất > 20cm/năm, huyện Bình Chánh từ: 15 - 20cm/năm. [1]

Hay theo kết quả nghiên cứu của đề tài:“Hiện tượng lún khu vực Nam Sài Gòn và mối quan hệ với tầng đất yếu tuổi Holocene” do tác giả Vò Minh Quân công bố tại Hội nghị kỹ thuật địa chất khu vực ASEAN lần thứ 10 vào ngày 02 - 03/08/2017

tại Cambodia, kết quả chỉ ra rằng: với chiều dày lớp bùn từ 5 – 20m, độ lún trung bình năm từ 0.7 – 2.2 cm/năm. Với chiều dày lớp bùn từ 20 – 35m, độ lún trung bình năm là từ 2.7 – 4.0cm/năm. [4]

Ngoài ra, qua việc khảo sát thực tế trong khu vực nghiên cứu, tác giả cũng đã ghi nhận có những nơi độ lún đạt từ 30cm đến 80cm. Như tại Nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng, với độ lún từ 45 đến 80cm, toàn bộ khuôn viên bị lún nghiêm trọng, hệ thống hạ tầng cơ sở như cống rãnh, đường dẫn nước,... bị đứt gãy gây ra nhiều vấn đề cho nhà máy trong đó có vấn đề an toàn vận hành và chi phí đầu tư để đánh giá thiệt hại, cải tạo lại cơ sở hạ tầng. Hay như tại khu vực các chung cư, căn hộ Phú Hoàng Anh trên đường Nguyễn Hữu Thọ, ghi nhận độ lún tối đa là 26.5 cm, và hiện tại đang phải tháo dở các công trình để cải tạo lại nền đất trong khu vực chung cư, đường nội bộ.

Một số hình ảnh về 2 khu vực bị lún như sau, hình 1.3.

Hiện tượng lún tại khu chung cư Phú Hoàng Anh_PHA

Hiện tượng lún tại khu vực nhà máy XLNT Bình Hưng

Hình 1.3: Một số hình ảnh lún trong khu vực nghiên cứu

1.6. Tổng quan về GIS và các ứng dụng

1.6.1. Khái niệm GIS

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tượng thực trên trái đất gắn liền với vị trí của đối tượng nghiên cứu. Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thường (như cấu trúc hỏi đáp) và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ các bản đồ. Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược). [13]

GIS là một hệ thống thông tin được thiết kế để làm việc với các dữ liệu trong một hệ toạ độ quy chiếu. GIS bao gồm một hệ cơ sở dữ liệu và các phương thức để thao tác với dữ liệu đó.

1.6.2. Mô hình ứng dụng GIS

a. Nhập và biến đổi dữ liệu địa lý

Quá trình chuyển đổi dạng dữ liệu từ dạng bản đồ giấy, từ tài liệu, văn bản khác nhau thành dạng số để có thể sử dụng được trong GIS.

Sau khi nhập số liệu và bản đồ vào máy tính, khâu tiền xử lý cho phép hoàn thiện dữ liệu bản đồ trên máy tính.

b. Quản lý dữ liệu

Trong GIS dữ liệu được sắp xếp theo các lớp (layer), theo chủ đề, theo không gian (khu vực), theo thời gian (năm tháng) và theo tầng cao được lưu trữ ở các thư mục một cách hệ thống.

c. Xử lý và phân tích dữ liệu

GIS cho phép xử lý trên máy tính hàng loạt các phép phân tích bản đồ và số liệu một cách nhanh chóng chính xác, phục vụ các yêu cầu xây dựng bản đồ và phân tích quy hoạch lãnh thổ.

GIS có thể thực hiện các phép biến đổi bản đồ cơ bản, chồng xếp bản đồ, xử lý các dữ liệu không gian theo mô hình.

Những kỹ thuật phân tích và xử lý chính bao gồm:

- Các phép đo đếm diện tích, chiều dài, thống kê diện tích tự động theo các dạng biểu thiết kế.

- Các phép nội suy tạo đường đẳng trị, phân tích địa hình (độ dốc, hướng dốc, phân tích thủy hệ), mô phỏng không gian, mô tả theo hướng nhìn.

- Các phép phân tích theo vùng lựa chọn, thống kê vùng biên theo các mục tiêu.

- Chồng xếp bản đồ theo các tiêu chuẩn hoặc mô hình tính toán để tạo ra các bản đồ chuyên đề mới. Đưa ra các mô hình dữ liệu và thực hiện các bài toán ra quyết định, các bài toán quy hoạch, phân vùng, dự báo khuynh hướng phát triển.

d. Xuất và trình bày dữ liệu

Đưa ra kết quả phân tích tổng hợp số liệu dưới dạng bảng biểu, bản đồ, hình vẽ bằng các phương tiện khác nhau (màn hình, đĩa, giấy,...) với chất lượng, độ chính xác và khả năng tiện dụng cao.

1.6.3. Các thành phần cơ bản của GIS

a. Phần cứng

Phần cứng là hệ thống máy tính trên đó một hệ GIS hoạt động. Ngày nay, phần mềm GIS có khả năng chạy trên rất nhiều dạng phần cứng, từ máy chủ trung tâm đến các máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kết mạng.

b. Phần mềm

Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết để lưu giữ, phân tích và hiển thị thông tin địa lý. Các thành phần chính trong phần mềm GIS là:

 Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý .

 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS).

 Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý.

 Giao diện đồ hoạ người-máy (GUI) để truy cập các công cụ dễ dàng.

c. Dữ liệu

Có thể coi thành phần quan trọng nhất trong một hệ GIS là dữ liệu. Các dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự tập hợp hoặc được mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại. Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu không gian với các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng DBMS (Database Management System) để tổ chức lưu giữ và quản lý dữ liệu. Một cách tổng quát, người ta chia dữ liệu trong GIS thành 2 loại:

 Dữ liệu không gian (spatial) cho ta biết kích thước vật lý và vị trí địa lý của các đối tượng trên bề mặt trái đất.

 Dữ liệu thuộc tính (non-spatial) là các dữ liệu ở dạng văn bản cho ta biết thêm thông tin thuộc tính của đối tượng.

d. Con người

Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý hệ thống và phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế. Người sử dụng GIS có thể là những chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những người dùng GIS để giải quyết các vấn đề trong công việc. Người dùng GIS là những người sử dụng các phần mềm GIS để giải quyết các bài toán không gian theo mục đích riêng.

Tóm lại:

Qua chương tổng quan, tác giả đưa ra một số nhận định sau:

Thứ nhất, thành phố Hồ Chí Minh nói chung và vùng Nam Sài Gòn nói riêng đều nằm trong giới Kainozoi nên nền đất vẫn trong quá trình lún cố kết. Đặc biệt vùng Nam Sài Gòn chủ yếu nằm trong vùng trầm tích hiện đại (Holocene); có hệ thống sông ngòi dày đặc chia cắt khu vực thành nhiều vùng nhỏ, mực nước thủy triều tăng dần qua các năm; có bề dầy tầng đất yếu lớn, có khu vực lên đến 35.5m nên tốc độ lún rất cao và ngập lụt nếu phát triển đô thị ở khu vực này.

Thứ hai, với tốc độ đô thị hóa cao, điều kiện kinh tế và dân cư phát triển mạnh dẫn đến việc xây dựng các cơ sở hạ tầng, nhà ở, khu đô thị tăng nhanh ở các khu vực ngoại thành. Do đó, dẫn đến những ảnh hưởng lớn đến tốc độ lún cố kết của nền đất.

Thứ ba, các nghiên cứu ở khu vực Nam Sài Gòn còn hạn chế và chủ yếu tập trung vào khu vực trung tâm thành phố và một vài vùng ven trung tâm. Còn khu vực ngoại vi như Nam Sài Gòn chưa được quan tâm nhiều.

Thứ tư, các kết quả nghiên cứu gần đây tại khu vực chỉ độ lún theo thời gian bằng phương pháp viễn thám, phân tích phổ ảnh và chưa có sự kiểm chứng với phương pháp nghiên cứu khác. Mặc khác, các kết quả nghiên cứu này cho cái nhìn tổng quan về độ lún trong khu vực, tuy nhiên chưa đánh giá được độ lún cụ thể do còn nhiều thay đổi về các yếu tố như: cấu trúc địa chất hay tải trọng tác dụng tại các khu vực.

Thứ năm, việc ứng dụng các phương pháp nghiên cứu lún mới chưa được áp dụng rộng rãi, trong đó có ứng dụng công nghệ quan trắc lún bằng nhện từ để đánh giá lún, hay tính toán lún lý thuyết dựa trên mặt cắt địa chất đặc trưng khu vực nghiên cứu tạo nên cơ sở để xác định độ lún trong khu vực, và so sánh, đối chiếu kết quả với các phương pháp khác để dự báo phục vụ quy hoạch, quản lý xây dựng đô thị.

Do đó, với các yêu cầu cấp thiết trên thì việc nghiên cứu và tính toán, dự báo lún để đề xuất chính quyền và người dân trước khi quy hoạch và xây dựng là cần thiết đối với khu vực ngoại thành này. Việc ứng dụng nhiều phương pháp tính toán và so sánh kết quả khảo sát thực nghiệm sẽ giúp cho kết quả nghiên cứu có độ tin cậy cao.

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Phương pháp thu thập, tổng hợp và xử lý số liệu

Phương pháp này được sử dụng để thu thập, tổng hợp xử lý các số liệu liên quan đến việc thành lập bản đồ khu vực nghiên cứu, kết quả khảo sát địa chất từ hố khoan,…Các dữ liệu gồm có: số liệu từ hố khoan địa chất, số liệu tại các trạm đo thủy triều, số liệu khảo sát lún, kết quả từ các nghiên cứu lún trong khu vực,…

2.1.1. Thu thập và xử lý dữ liệu khoan khảo sát địa chất

Tổng hợp, xử lý kết quả từ các bản đồ địa chất, địa chất thủy văn, và các bản đồ chuyên môn khác đã được thành lập trong phạm vi vùng nghiên cứu.

Tổng hợp, xử lý các tài liệu hố khoan quan trắc, các báo cáo khảo sát địa chất

- địa chất công trình và các tài liệu thí nghiệm hiện trường để nắm được điều kiện địa chất trong khu vực nghiên cứu.

Thu thập, đánh giá và xử lý dữ liệu nguồn là các trụ hố khoan của các báo cáo khảo sát ĐCCT, ĐCTV với 245 hố khoan, sau khi xử lý tập dữ liệu và đề tài đã chọn ra 100 hố khoan có trong phạm vi khu vực nghiên cứu. Chú ý đến các dữ liệu: Kí hiệu hố khoan, tọa độ, độ cao, độ sâu, chiều dày, mô tả lớp đất đá, số liệu SPT.

Xây dựng, quản lý và cập nhật dữ liệu các thuộc tính của hố khoan ĐCCT trên nền MS Excel. Sau khi tổng hợp xử lý dữ liệu được phân loại và mô tả như bảng 2.1.

Bảng 2.1: Các loại dữ liệu và mô tả

Tên dữ liệu

Mô tả
STT	Số thứ tự
Kí_Hieu	Kí hiệu của hố khoan
X	Tọa độ X (đơn vị mét)
Y	Tọa độ Y (đơn vị mét)
Z	Độ cao mặt đất Z (đơn vị mét)
Chiều sâu lớp đất đắp	Chiều sâu lớp đất đắp
MNN	Mực nước ngầm