1. Yếu tố khí hậu – thuỷ văn
Theo số liệu ở trạm Khí tượng Nam Đông, Nam Đông là một trong những huyện có lượng mưa nhiều nhất tỉnh. Lượng mưa trung bình hàng năm ở các vùng phổ biến từ 3.500-3.800 mm. Năm mưa ít thường chỉ đạt khoảng 2000mm, tương đương 50-70% lượng mưa năm trung bình, nhưng cũng có năm mưa rất nhiều, tương đương 150-200%, như lượng mưa năm 2007 tại Nam Đông đo được 7.055 mm, năm 1980 tại Bạch Mã: 8.664 mm và năm 2007, tại Thượng Nhật: 5.884 mm. Trong 4 tháng mùa mưa (tháng 9 đến tháng 12), tháng 10 và tháng 11 thường có lượng mưa lớn nhất. Tổng lượng mưa 2 tháng này chiếm từ 46-50% lượng mưa năm.
Do lượng mưa lớn nên mạng lưới sông, suối chảy qua khu vực nghiên cứu khá dày, đặc biệt là ở trung tâm khu vực Nam Đông. Tính trung bình tại trạm Thủy văn Thượng Nhật, hàng năm tổng lượng nước khoảng 504,7 triệu m3 nên thời gian, cường suất lũ và biên độ của các lũ rất lớn. Ở các sông suối trong huyện có độ dốc lòng sông lớn nên cường suất lũ lên và xuống lớn, lũ lên rất nhanh và xuống cũng rất nhanh, thời gian lũ thường kéo dài 1 đến 3 ngày. Cường suất lũ trung bình 0,27 m/h, lớn nhất 1,72 m/h. Biên độ lũ trung bình 3,86m. Biên độ lũ lớn nhất 5,60 m.
Chính lượng mưa lớn, cường suất và biên độ lũ cao nên tạo ra thế năng rất lớn của dòng chảy cũng như dòng chảy ngầm. Nó là tác nhân chính có ảnh hưởng lớn sự hình thành và phát triển của hiện tượng xói ngầm gây nên hiện tượng sụt đất ở khu vực nghiên cứu.
2. Yếu tố địa chất – thạch học
Nhóm thành tạo magma là đá granit, granodiorit thuộc các phức hệ Hải Vân, Bến Giằng – Quế Sơn và Chà Vằn lộ ra ở phía Đông và các chỏm nhỏ ở phía Nam vùng nghiên cứu. Nhóm thành tạo lục nguyên thuộc hệ tầng Long Đại (O3-S1lđ) lộ ra ở phía Bắc, phía Tây khu vực; hệ tầng Tân Lâm phân bố ở phía Nam vùng nghiên cứu. Các nhóm đá này thường tạo nên dạng địa hình núi bao bọc xung quanh thung lũng Nam Đông, bị phong hóa mạnh dọc theo các đới đứt gãy kiến tạo và chìm sâu dưới lớp phủ trầm tích Đệ Tứ. Nhóm trầm tích bở rời là cuội, tảng, sỏi, cát thuộc nguồn gốc aluvi, hỗn hợp aluvi – deluvi, aluvi – proluvi phân bố dọc theo các con sông Thượng Lộ, Thượng Nhật và Khe Tre.
Trong đới đứt gãy kiến tạo đá bị phá vỡ trạng thái cân bằng tự nhiên, lực liên kết yếu, tạo nên các đới dập vỡ có khả năng luân chuyển nước mạnh. Trong trầm tích Đệ Tứ, đặc biệt trong các thành tạo aluivi – proluvi có thành phần là tảng, cuội, sạn và cát sét, có độ bất đồng nhất cao, dễ bị xói ngầm khi có các điều kiện về chế độ thủy văn – thủy lực dòng ngầm thuận lợi. Khi có tác động của hoạt động tự nhiên này như trước và sau trận lũ lớn, yếu tố địa chất – thạch học này sẽ gây sụt lún đất như Hương Lộc, Nam Đông.
3. Yếu tố địa chất thủy văn – địa chất công trình
Các thành tạo địa chất lộ trên mặt đất đều bị phong hoá mạnh, còn ở dãi thung lũng trung tâm huyện Nam Đông phân bố các trầm tích Đệ Tứ với nhiều nguồn gốc khác nhau. Nhiều đới dập vỡ kiến tạo cắt qua các thành tạo địa chất – thạch học khác nhau, và bị trầm tích Đệ Tứ phủ lên trên.
Về đặc điểm ĐCTV gây sụt lún đất chủ yếu là các tầng chứa nước lỗ hỗng nguồn gốc aluvi – proluvi hệ Đệ Tứ không phân chia (apQ) và các tầng chứa nước khe nứt kiến tạo trong các trầm tích hệ tầng Long Đại, Tân Lâm.
Tầng chứa nước aluvi – proluvi (apQ) có mức độ chứa nước lớn, phân bố dọc theo thung lũng sông và bị phủ bởi các thành tạo trẻ hơn và chỉ lộ một ít trên lòng sông. Nước trong tầng chứa nước này có quan hệ trực tiếp với nước sông nên mực nước dao động theo mùa. Với thành phần thạch học chủ yếu là các trầm tích bở rời có mức độ bất đồng nhất cao, cộng với gradient dòng ngầm lớn nên dễ xảy ra hiện tượng xói ngầm sau những trận lũ lớn. Trong khi các thành tạo đá gốc là các tầng có mức độ chứa nước thấp, thậm chí là cách nước, thì các tầng chứa nước khe nứt nằm trong đới đứt gãy kiến tạo thuộc các trầm tích lục nguyên hệ tầng Long Đại và Tân Lâm có độ chứa được xếp vào loại giàu nước. Chúng đóng vai trò như các kênh dẫn, nơi tập trung các dòng chảy ngầm do thấm từ trên xuống vào mùa mưa, tạo thuận lợi cho sự phát triển của xói ngầm tầng trên.
Các điều kiện ĐCTV trình bày trên cho thấy trên khu vực nghiên cứu tiềm ẩn nguy cơ xói ngầm rất cao.
4. Yếu tố địa mạo và hoạt động kiến tạo
Khu vực trung tâm huyện Nam Đông có địa hình như một trũng giữa núi, hẹp và kéo dài dọc theo các con sông Thượng Nhật, Thượng Lộ và Khe Tre, khiến cho dòng chảy mặt tập trung rất lớn vào khu vực trung tâm nên động năng dòng chảy rất lớn khi mưa lũ. Đây là nguồn nước dồi dào bổ sung cho các tầng chứa nước dưới đất ở phía dưới.
Ngoài ra, hoạt động kiến tạo đã tạo ra đới dập vỡ nứt nẻ mạnh dọc theo hai bên cánh của đứt gãy, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xâm nhập và lưu thông của nước trên mặt cũng như nước ngầm vào sâu trong các tầng đất đá phía dưới, tạo thành các kênh dẫn nước. Sự xuất hiện của điểm sụt lún Hương Lộc trên một đứt gãy kiến tạo đã chứng minh cho mối quan hệ trên.
Tóm lại, có thể nhận định, các yếu tố tự nhiên ở khu vực trung tâm huyện Nam Đông là sự hội tụ của nhiều điều kiện khí hậu – thủy văn, địa chất – thạch học, tân kiến tạo, ĐCTV, địa mạo bất lợi và đã tạo cho một số vị trí luôn tiềm ẩn nguy cơ sụt lún đất cao, đặc trưng là hiện tượng xói ngầm. Rõ ràng với điều kiện đó, sụt lún đất có thể xảy ra bất kỳ lúc nào, nhất là khi có những biến động tự nhiên bất thường chẳng hạn như mưa lũ.
BÙI THẮNG
