ĐỀ TÀI " ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) ĐỂ DỰ BÁO XÓI MÕN ĐẤT HUYỆN SƠN ĐỘNG - TỈNH BẮC GIANG " pptx

ĐẠI HỌC THÁI NGUN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM

------

HỒNG TIẾN HÀ

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG THÔNG TIN
ĐỊA LÝ (GIS) ĐỂ DỰ BÁO XÓI MÕN ĐẤT
HUYỆN SƠN ĐỘNG - TỈNH BẮC GIANG
CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC

Mã số: 60.62.60

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: - TS. NGUYỄN VĂN SINH
- TS. ĐỖ THỊ LAN

ÀNH:

301

THÁI NGUYÊN, NĂM 2009

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




ĐẠI HỌC THÁI NGUN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM

------

HỒNG TIẾN HÀ

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG THÔNG
TIN ĐỊA LÝ (GIS) ĐỂ DỰ BÁO XÓI MÕN ĐẤT
HUYỆN SƠN ĐỘNG - TỈNH BẮC GIANG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC

ÀNH:

301

THÁI NGUYÊN, NĂM 2009

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




LỜI CẢM ƠN
Luận văn đƣợc hồn thành theo chƣơng trình đào tạo cao học khố 14 tại
trƣờng Đại học Nơng lâm - Đại học Thái Nguyên.
Hoàn thành luận văn thạc sỹ này, tôi đã đƣợc sự quan tâm giúp đỡ của Ban
giám hiệu, khoa đào tạo Sau đại học trƣờng Đại học Nông lâm. Nhân dịp này tôi xin
bày tỏ lịng biết ơn đến sự giúp đỡ q báu đó.

Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Nguyễn Văn Sinh - Viện Sinh
thái và tài nguyên sinh vật, Tiến sĩ Đỗ Thị Lan - Giảng viên khoa Tài nguyên - Môi
trƣờng, trƣờng Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã trực tiếp chỉ dẫn, nhiệt tình giúp
đỡ tơi hồn thành luận văn.
Luận văn có ý kiến tham gia của Thạc sỹ Đỗ Văn Thanh, giảng viên trƣờng
Đại học sƣ phạm Hà Nội; Thạc sỹ Hà Quý Quỳnh, Viện sinh thái và tài nguyên
sinh vật, tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn đến sự giúp đỡ quý báu đó.
Tơi xin cảm ơn sự giúp đỡ của Lãnh đạo, cán bộ công chức các cơ quan:
UBND huyện Sơn Động, Hạt Kiểm lâm, Phịng Tài ngun - Mơi trƣờng, Phịng
Thống kê, Trung tâm khí tƣợng thủy văn huyện Sơn Động đã tạo điều kiện và giúp
đỡ tôi trong quá trình thu thập các tài liệu phục vụ luận văn.
Tơi cũng xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo các đơn vị: Sở Nông nghiệp và PTNT
Bắc Giang, Chi cục Lâm nghiệp, Chi cục Kiểm lâm đã tạo điều kiện cho tơi đƣợc tham
gia khóa học và những điều kiện tốt nhất để tôi học tập, nghiên cứu luận văn này.
Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến ngƣời thân, bạn bè và đồng nghiệp
đã động viên, giúp đỡ tôi trong thời gian qua.
Một lần nữa, tôi xin trân trọng cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 11 năm 2009

Tác giả

Hoàng Tiến Hà

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 6

1. Đặt vấn đề ............................................................................................................................6
2. Mục đích nghiên cứu............................................................................................................7
3. Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu..............................................................................................7
4. Khối lƣợng và cấu trúc luận văn .........................................................................................7

Chƣơng 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................................... 9
1.1. Xói mịn đất và các nhân tố ảnh hƣởng đến xói mịn đất .................................................9

1.1.1. Xói mịn đất...................................................................................................... 9
1.1.2. Các q trình xói mịn đất ................................................................................ 9
1.1.2.1. Xói lở sơng suối ......................................................................................... 9
1.1.2.2. Xói mịn và rửa trơi bề mặt ...................................................................... 10
1.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mịn đất ........................................................ 10
1.1.3.1. Ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu đến xói mịn đất ............................... 11
1.1.3.2. Ảnh hưởng của địa hình đến xói mòn đất ................................................. 11
1.1.3.3. Ảnh hưởng của lớp phủ thực vật đến xói mịn đất .................................... 13
1.1.3.4. Ảnh hưởng của đất đến q trình xói mịn đất ......................................... 13
1.1.3.5. Ảnh hưởng của con người đến xói mịn đất .............................................. 13
1.2. Nghiên cứu xói mịn đất trên thế giới ............................................................................. 14

1.2.1. Các xu hướng mới trong nghiên cứu xói mịn ................................................. 14
1.2.2. Các phương pháp đánh giá xói mịn đất [30] ................................................. 15
1.2.3. Các mơ hình đánh giá xói mịn đất ................................................................. 16
1.2.3.1. Mơ hình kinh nghiệm ............................................................................... 16
1.2.3.2. Mơ hình nhận thức .................................................................................. 22
1.3. Nghiên cứu xói mịn đất ở Việt Nam............................................................................... 23
1.4. Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong đánh giá xói mịn đất ......................... 28

1.4.1. Sự hình thành và phát triển của GIS ............................................................... 28
1.4.2. Ứng dụng GIS trực tiếp xây dựng bản đồ xói mịn .......................................... 29

1.4.3. Ứng dụng GIS và mơ hình hóa tính tốn xói mịn đất ..................................... 30
CHƢƠNG II: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN - XÃ HỘI ....................................................... 33
KHU VỰC NGHIÊN CỨU ........................................................................................... 33
2.1. Điều kiện tự nhiên ........................................................................................................... 33

2.1.1. Vị trí địa lý, địa hình ...................................................................................... 33
2.1.1.1. Vị trí địa lý .............................................................................................. 33
2.1.1.2. Địa hình .................................................................................................. 34
2.1.2. Khí hậu, thuỷ văn ........................................................................................... 35
2.1.2.1. Khí hậu ................................................................................................... 35
2.1.2.2. Thuỷ văn ................................................................................................. 37
2.1.3. Thổ nhưỡng.................................................................................................... 38
2.1.4. Đặc điểm tài nguyên rừng .............................................................................. 40
2.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ................................................................................................ 43

2.2.1. Thành phần dân tộc và phân bố dân cư .......................................................... 43

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2




2.2.2. Y tế, giáo dục[21] .......................................................................................... 43
2.2.3. Giao thông ..................................................................................................... 44
2.2.4. Tình hình phát triển sản xuất huyện Sơn Động ............................................... 44
Chƣơng 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 45
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu và giới hạn phạm vi nghiên cứu.................................................. 45
3.2. Thời gian nghiên cứu ...................................................................................................... 45

3.3. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................................... 45
3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................................ 46

3.4.1. Ngoại nghiệp.................................................................................................. 46
3.4.2. Nội nghiệp ..................................................................................................... 47
3.4.2.1. Hệ số mưa (R) ......................................................................................... 47
3.4.2.2. Hệ số thổ nhưỡng (K) .............................................................................. 49
3.4.2.3. Hệ số độ dốc (S) và chiều dài sườn dốc (L).............................................. 51
3.4.2.4. Hệ số thực bì (C) ..................................................................................... 53
3.4.2.5. Hệ số các cơng trình bảo vệ đất (P) ......................................................... 54
3.4.2.6. Thành lập bản đồ xói mịn tiềm năng huyện Sơn Động (V)....................... 55
3.4.2.7. Thành lập bản đồ xói mịn huyện Sơn Động (A) ....................................... 55
3.4.3. Quy trình nghiên cứu ..................................................................................... 56
3.4.3.1. Xây dựng các bản đồ đơn thành phần:..................................................... 56
3.4.3.2. Xây dựng bản đồ xói mịn tiềm năng và xói mịn thực tế: ......................... 56
3.5. Cơ sở tài liệu .................................................................................................................... 57

Chƣơng 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................................... 59
4.1. Xây dựng bản đồ xói mịn tiềm năng và xói mịn thực tế huyện Sơn Động ................... 59

4.1.1. Xây dựng bản đồ hệ số xói mòn do mưa (R) ................................................... 59
4.1.2. Thành lập bản đồ hệ số kháng xói của đất (K) ................................................ 60
4.1.3. Thành lập bản đồ hệ số địa hình (LS) ............................................................. 62
4.1.4. Thành lập bản đồ hệ số lớp phủ thực vật (C) .................................................. 63
4.1.5. Bản đồ hệ số canh tác (P) .............................................................................. 65
4.1.6. Bản đồ xói mịn tiềm năng huyện Sơn Động ................................................... 66
4.1.7. Bản đồ xói mịn huyện Sơn Động.................................................................... 69
4.2. Kiểm chứng kết quả nghiên cứu ..................................................................................... 72
4.3. Ảnh hƣởng biến động lớp phủ thực vật tới xói mịn đất huyện Sơn Động .................... 73
4.3. Một số đề xuất cho khu vực nghiên cứu ......................................................................... 74

4.3.1. Đối với khu vực xói mịn cấp 1 - Cấp khơng xói mịn ...................................... 74
4.3.2. Đối với khu vực xói mịn cấp 2 - Cấp ít nguy hại ............................................ 74
4.3.3. Đối với khu vực xói mịn cấp 3 - Cấp nguy hại ............................................... 75
4.3.4. Đối với khu vực xói mịn cấp 4 - Cấp rất nguy hại .......................................... 75
4.3.5. Đối với khu vực xói mịn cấp 5 - Cấp cực kỳ nguy hại .................................... 75
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 77
1. Kết luận: ............................................................................................................................. 77
2. Kiến nghị: ........................................................................................................................... 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 78

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3




DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Ảnh hƣởng của độ dốc đến xói mịn đất [6] ................................................. 12
Bảng 2.1: Một số thơng tin về chế độ khí hậu............................................................... 36
huyện Sơn Động – Bắc Giang........................................................................................ 36
Bảng 2.2: Lƣợng mƣa huyện Sơn Động năm 2007 theo tháng .................................... 36
Bảng 2.3: Độ che phủ thảm thực vật Sơn Động ........................................................... 42
Bảng 3.1: Hệ số xói mịn đất của một số loại đất ở Việt Nam ...................................... 50
Bảng 3.2. Bảng tra C theo Hội khoa học đất quốc tế [3] ............................................. 53
Bảng 3.3: Hệ số xói mịn đất của một số dạng thảm thực vật ...................................... 54
ở Việt Nam [4] ............................................................................................................... 54

Bảng 3.4. Bảng tra hệ số P theo hội khoa học đất quốc tế [3] ...................................... 55
Bảng 3.5: Phân cấp xói mịn và xói mịn tiềm năng...................................................... 57
Bảng 4.1: Hệ số kháng xói các loại đất huyện Sơn Động ............................................. 61
Bảng 4.2: Bảng hệ số C khu vực nghiên cứu ................................................................ 64
Bảng 4.3: Phân câp xoi mon tiêm năng huyện Sơn Động ............................................ 68
́
́
̀
̀
Bảng 4.4: Phân câp xoi mon huyện Sơn Động.............................................................. 71
́
́
̀
Bảng 4.5: Tƣơng quan diện tích xói mịn với độ che phủ rừng ................................... 73

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

4




DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Các nhân tố chính ảnh hƣởng đến xói mịn đất ........................................... 10
Hình 1.2: Ứng dựng GIS trực tiếp tính tốn xói mịn .................................................. 30
Hình 1.3: Sử dụng mơ hình USLE trong tính tốn xói mịn bằng GIS........................ 32
Hình 2.1: Vị trí địa lý huyện Sơn Động ........................................................................ 33
Hình 2.2: Bản đồ hành chính huyện Sơn Động ............................................................ 34
Hình 2.3: Biểu đồ lƣợng mƣa huyện Sơn Động, năm 2007 .......................................... 37

Hình 2.4: Hệ thống sơng, suối huyện Sơn Động ........................................................... 38
Hình 2.5: Bản đồ phân bố các loại đất huyện Sơn Động .............................................. 39
Hình 2.6: Diện tích các loại đất chính huyện Sơn Động............................................... 40
Hình 2.7: Bản đồ hiện trạng thảm thực vật .................................................................. 41
huyện Sơn Động, năm 2007 ........................................................................................... 41
Hình 2.8: Phân bố dân cƣ huyện Sơn Động.................................................................. 43
Hình 3.1: Mơ hình phƣơng pháp tính tốn bản đồ trên GIS ....................................... 46
Hình 3.2. Các bƣớc xây dựng bản đồ hệ số R ............................................................... 48
Hình 3.3: Các bƣớc xây dựng bản đồ hệ số LS ............................................................ 52
Hình 3.4: Phƣơng pháp nghiên cứu xói mịn đất ......................................................... 58
Hình 4.1: Bản đồ đƣờng đẳng trị mƣa huyện Sơn Động.............................................. 59
Hình 4.2: Bản đồ hệ số xói mịn do mƣa (R) ................................................................. 60
Hình 4.3: Bản đồ hệ số kháng xói của đất (K) .............................................................. 62
Hình 4.4: Bản đồ hệ số LS ............................................................................................. 63
Hình 4.5: Bản đồ hệ số C khu vực nghiên cứu ............................................................ 65
Hình 4.6: Bản đồ xói mịn tiềm năng huyện Sơn Động ................................................ 67
Hình 4.7: Bản đồ xói mịn đất huyện Sơn Động ........................................................... 70

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

5




MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Sơn Động là huyện miền núi của tỉnh Bắc Giang có diện tích tự nhiên
là 84.432,4 ha, trong đó diện tích đất lâm nghiệp là 68.348,29 hecta chiếm
72,0% [14]. Địa hình Sơn Động gồm đồi núi xen kẽ các thung lũng, manh

mún, địa hình chia cắt mạnh chênh lệch về độ cao, độ dốc lớn. Hiện tƣợng xói
mịn, rửa trơi đang xảy ra mạnh. Tuy nhiên, đến nay chƣa có nghiên cứu nào
về xói mịn đất trên địa bàn huyện Sơn Động.
Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá, là tƣ liệu đặc biệt, là thành phần
quan trọng hàng đầu của môi trƣờng sống, là tƣ liệu lao động chính của nền
kinh tế Nơng – Lâm nghiệp. Tuy nhiên, trong vài thập kỷ gần đây, cùng với
sự gia tăng dân số, các nguồn tài nguyên khoáng sản, thảm thực vật, đất đai đã
và đang đƣợc sử dụng ở mức độ cao, thậm chí khơng hợp lý. Việc khai thác
Nơng – Lâm nghiệp khơng có ý thức ngày càng làm cho q trình xói mịn đất
xảy ra nghiêm trọng, độ phì nhiêu ngày càng giảm, nhiều nơi trơ sỏi đá, trở
thành đất trống, đồi núi trọc [6].
Xói mịn đất là q trình phá huỷ lớp thổ nhƣỡng (bao gồm cả phá huỷ
thành phần cơ, lý, hoá, chất dinh dƣỡng v.v… của đất) dƣới tác động của các
nhân tố tự nhiên và nhân sinh làm giảm độ phì của đất, gây ra bạc mầu, thối
hố đất, laterit hoá, trơ sỏi đá v.v…, ảnh hƣởng trực tiếp tới sự sống và phát
triển của thảm thực vật rừng, thảm cây trồng khác. [6].
Ðể giảm thiểu xói mịn ở khu vực miền núi, hai vấn đề cần đƣợc song
song nghiên cứu là: q trình xói mịn, ngun nhân, các yếu tố ảnh hƣởng và
vấn đề sử dụng hợp lý tài nguyên. Có nhiều phƣơng pháp nghiên cứ u, đánh
giá xói mịn đất đƣợc các tác giả trong và ngồi nƣớc sử dụng. Trong đó, việc
ứng dụng cơng nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) là phƣơng pháp, là công

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

6




cụ mạnh có khả năng phân tích khơng gian trong thơi gian ngắn . Cơng nghệ

̀
GIS cịn cho phép tích hợp phƣơng trình mất đất tổng quát của Wischmeier
W.H và Smith D.D để tính tốn và xây dựng bản đồ xói mịn đất của các lƣu
vực, vùng lãnh thổ một cách dễ dàng và chính xác.
Vơi cac ly do nêu trên, chúng tôi chọn đề tài: “Ứng dụng công nghệ hệ
́ ́ ́
thống thông tin địa lý (GIS) để dự báo xói mịn đất huyện Sơn Động - tỉnh
Bắc Giang”.
2. Mục đích nghiên cứu
Dự báo xói mịn đất phục vụ quy hoạch sử dụng hợp lí tài nguyên đất
huyện Sơn Động.
Để đạt đƣợc mục đích trên, đề tài đặt ra những mục tiêu cụ thể sau:
- Xây dựng bản đồ xói mịn đất hiện tại và bản đồ dự báo tiềm năng xói
mịn đất huyện Sơn Động dựa trên ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa
lý (GIS), làm cơ sở định hƣớng cho chiến lƣợc quy hoạch sử dụng đất huyện
Sơn Động.
- Đề xuất một số giải pháp chống xói mịn đất.
3. Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu
- Ý nghĩa khoa học:
Luận văn ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để đánh giá và dự
báo xói mịn đất qua việc phân tích khơng gian và mối quan hệ của các nhân
tố địa hình, thủy văn, thổ nhƣỡng, thực vật và con ngƣời tại huyện Sơn Động.
- Ý nghĩa thực tiễn của luận văn:
Đánh giá xói mịn và xói mịn tiềm năng huyện Sơn Động, từ đó xây
dựng bản đồ xói mịn đất khu vực nghiên cứu làm cơ sở đề xuất một số giải
pháp hạn chế xói mịn đất.
4. Khối lƣợng và cấu trúc luận văn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7




Luận văn đƣợc trình bày trong 80 trang khổ A4 với 21 hình, 14 bảng
biểu và đƣợc trình nhƣ sau:
MỞ ĐẦU
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.
Chƣơng 2: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN – XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Chƣơng 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Chƣơng 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

8




Chƣơng 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Xói mịn đất và các nhân tố ảnh hƣởng đến xói mịn đất
1.1.1. Xói mịn đất
Có nhiều định nghĩa về xói mịn đất, để phù hợp với khu vực nghiên cứu,
luận văn sử dụng định nghĩa của Nguyễn Quang Mỹ [6]: Xói mịn đất (soil
erosion) là q trình phá hủy lớp thổ nhƣỡng (bao gồm phá hủy các thành phần
cơ, lý, hóa, chất dinh dƣỡng v.v... của đất) dƣới tác động của các nhân tố tự
nhiên và nhân sinh, làm giảm độ phì của đất, gây ra bạc mầu, thối hóa đất,
laterit hóa, trơ sỏi đá v.v... ảnh hƣởng trực tiếp đến sự sống và phát triển của

thảm thực vật rừng, thảm cây trồng khác. Xói mịn gồm 2 loại:
- Xói mịn bề mặt: Là loại xói mịn do mƣa và băng tuyết tan. Kiểu xói
mịn này thƣờng gặp trên sƣờn và đỉnh phân thủy cũng nhƣ ở trên các bồn
thu nƣớc.
- Xói mịn theo dịng: Là kiểu xâm thực, xói mịn tập trung trong các dải
trũng nhƣ các rãnh sâu, thung lũng, sơng suối. Xâm thực theo dịng chia làm 2
loại là xâm thực sâu và xâm thực ngang.
1.1.2. Các quá trình xói mịn đất
Các q trình xói mịn gồm: Xói lở sơng suối và xói mịn, rửa trơi bề mặt.
1.1.2.1. Xói lở sơng suối
Q trình xói lở sơng suối đƣợc xác định theo cơng thức về động năng
của dịng chảy [6].
F=vm2/2
Trong đó:
F: là động năng của khối nƣớc chảy
m: là khối lƣợng nƣớc chảy
v: là vận tốc dịng chảy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

9




Nhƣ vậy động năng của dòng chảy tỉ lệ thuận với bình phƣơng của tốc độ
dịng chảy. Trong q trình xói lở, dịng chảy tạo ra vật liệu, phù sa. Tùy theo
kích thƣớc phù sa và tốc độ dịng chảy mà phù sa có thể vận chuyển xi theo
chiều dịng chảy. Khi động năng của dịng chảy khơng đủ sức mang đi từng
bộ phận vật chất, phù sa sẽ lắng đọng xuống dịng sơng gọi là q trình bồi tụ.

1.1.2.2. Xói mịn và rửa trơi bề mặt
Là q trình xói mòn do dòng chảy tạm thời trên sƣờn lúc mƣa hoặc
tuyết tan và chịu ảnh hƣởng của rất nhiều yếu tố tự nhiên, trong đó yếu tố địa
hình là quan trọng nhất.
1.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mịn đất
Các nhân tố chính ảnh hƣởng đến q trình xói mịn đất gồm: khí hậu,
địa hình, đất đai, thảm thực vật và con ngƣời, đƣợc mơ tả trong hình 1.1:
A/H tích cực
A/H tiêu cực
A/H hai chiều

Khí
hậu

Con
ngƣời

Địa
hình

Xói
Mịn
Đất
đai

Thảm
thực
vật

Hình 1.1: Các nhân tố chính ảnh hƣởng đến xói mịn đất

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

10




1.1.3.1. Ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu đến xói mịn đất
Xói mịn chủ yếu do dịng chảy bề mặt gây ra, nhƣng dòng chảy lại do
các yếu tố khí hậu quyết định đó là: Tổng lƣợng mƣa và tính chất của mƣa,
thời gian và cƣờng độ mƣa. Thời gian mƣa càng lớn, cƣờng độ mƣa càng cao
thì quá trình xói mịn càng xảy ra mạnh. Sự xuất hiện của xói mịn phụ thuộc
rất nhiều vào lớp nƣớc trong một đợt mƣa và lƣợng mƣa trung bình tháng,
năm. Lớp nƣớc mặt trên diện tích trồng cà phê 3 năm tuổi là 754mm gây rửa
trôi 44,0 tấn/ha, khi lớp nƣớc mặt 2501mm gây rửa trôi 213 tấn/ha. Nhƣ vậy
trong điều kiện nhƣ nhau, khi dòng chảy mặt tăng 4 lần sẽ làm tăng rửa trôi
đất từ 5 lần [6].
Cƣờng độ mƣa gây ảnh hƣởng mạnh nhất đến dòng chảy mặt và xói
mịn đất. Theo Nguyễn Quang Mỹ [6]: trận mƣa 10mm với cƣờng độ trung
bình trong khoảng thời gian dƣới 1 giờ, xói mịn đất xảy ra mạnh nhất khi
lớp nƣớc đạt từ 8-10mm và đặc biệt trên đất bỏ hoang. Ảnh hƣởng của
cƣờng độ mƣa đến xói mịn càng mạnh nếu cƣờng độ đạt cực đại xảy ra vào
nửa giờ đầu của trận mƣa.
Ở Việt Nam nói chung và khu vực nghiên cứu nói riêng, mƣa phân hóa
theo mùa rõ rệt. Lƣợng mƣa cực đại vào các tháng mùa hè và cực tiểu trong
những tháng mùa đơng. Vì vậy việc bảo vệ đất, chống xói mịn đặc biệt trong
mùa mƣa là vơ cùng cần thiết.
Ngồi mƣa ảnh hƣởng trực tiếp đến xói mịn, các yếu tố khí hậu khác
nhƣ gió, nhiệt độ, ẩm độ cũng có ảnh hƣởng đến xói mịn đất, tuy nhiên mức

độ ảnh hƣởng khơng rõ ràng.
1.1.3.2. Ảnh hưởng của địa hình đến xói mịn đất
Địa hình cũng là nhân tố tự nhiên ảnh hƣởng lớn đến xói mịn đất. Nếu
xét trên diện rộng, địa hình có tác dụng làm thay đổi sự phân bố nhiệt và
lƣợng mƣa rơi xuống. Sự thay đổi về độ cao kéo theo sự thay đổi về nhiệt độ,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

11




mƣa, ẩm. Các yếu tố địa hình nhƣ độ dốc, chiều dài sƣờn dốc, hình dạng (lồi,
lõm, thẳng, bậc thang v.v...) mức độ chia cắt ngang của địa hình ảnh hƣởng
trực tiếp đến xói mịn đất.
Độ dốc của sƣờn là yếu tố địa hình có ảnh hƣởng lớn nhất đến q trình
xói mịn. Độ dốc lớn làm tăng cƣờng độ dịng chảy và do đó đẩy nhanh q
trình rửa trơi, xói mịn đất, gây nên xói mịn mạnh hơn. Bộ Nông nghiệp và
phát triển nông thôn đã đề xuất thang độ dốc trên lãnh thổ Việt Nam: 0-30, 380, 8-150, 15-250, trên 250, tuy chƣa đƣợc hoàn thiện nhƣng đây cũng là bƣớc
thống nhất đầu tiên để sử dụng độ dốc ở nƣớc ta [6].
Nguyễn Quang Mỹ đã nghiên cứu ảnh hƣởng của độ dốc đến xói mịn đất
tại Tây Nguyên từ năm 1978 đến 1982 trên đất bazan, trồng Chè một tuổi, kết
quả cho thấy:
Bảng 1.1: Ảnh hƣởng của độ dốc đến xói mịn đất [6]
Loại đất

Cây trồng

Tổn thất

Năm nghiên

về đất

cứu, địa điểm

(T/ha/năm)

NC

Độ dốc
(00)

Đất bazan

Chè 1 tuổi

3

96

Đất bazan

Chè 1 tuổi

8

211

Đất bazan

Chè 1 tuổi

15

305

Đất phù sa cổ

Sắn 1 tuổi

3

15

Đất phù sa cổ

Sắn 1 tuổi

5

47

Vĩnh Phú

Đất phù sa cổ

Sắn 1 tuổi

8

57

1982-1986

Đất phù sa cổ

Sắn 1 tuổi

22

147

Tây Nguyên
1978-1982

Bảng 1.1 cho thấy nếu độ dốc tăng 2 lần thì cƣờng độ xói mịn tăng 2- 4 lần.
Chiều dài sƣờn dốc cũng là nhân tố ảnh hƣởng đến q trình xói mịn
đất. Chiều dài sƣờn càng tăng, khối lƣợng nƣớc càng lớn, lớp nƣớc càng dày,
tốc độ và năng lƣợng dòng chảy càng lớn thì q trình rửa trơi, xói mịn đất

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

12




càng xảy ra mạnh. Nếu tăng chiều dài sƣờn dốc lên 2 lần thì xói mịn đất tăng

từ 2 đến 7,5 lần [6].
Việt Nam có trên 3/4 lãnh thổ là đồi núi, mạng lƣới sông suối dày đặc,
sông ngắn, dốc, lƣợng mƣa lớn, 85-90% lƣợng mƣa tập trung vào mùa mƣa,
do đó xói mịn có điều kiện xảy ra mạnh.
1.1.3.3. Ảnh hưởng của lớp phủ thực vật đến xói mịn đất
Lớp phủ thực vật có ảnh hƣởng lớn đến quá trình xói mịn đất, nếu lớp
phủ thực vật càng tăng thì q trình xói mịn càng giảm. Vai trị chống xói
mịn của lớp phủ thực vật phụ thuộc vào tuổi và độ che phủ của nó. Thực vật
có khả năng bảo vệ đất chống xói mịn qua việc làm giảm ảnh hƣởng của hạt
mƣa xuống mặt đất bởi tán lá và làm cho nƣớc có khả năng chảy xuống đến
50-60% theo chiều thẳng đứng của bộ rễ. Không những thế, vật rơi rụng của
thực vật nhƣ cành khô, lá rụng... còn tạo ra lƣợng mùn lớn trong đất, giữ đất
tơi xốp, chống xói mịn.
1.1.3.4. Ảnh hưởng của đất đến q trình xói mịn đất
Đất là đối tƣợng bị dịng chảy mặt phá hủy, bởi vậy sự phát triển của xói
mịn phụ thuộc vào tính chất và trạng thái của đất. Những yếu tố chính của đất
ảnh hƣởng đến xói mịn đất là thành phần cơ giới, cấu trúc và độ thấm nƣớc
cũng nhƣ hàm lƣợng mùn trong đất. Những yếu tố dó ảnh hƣởng đến khả
năng hình thành dịng chảy khi mƣa rào.
1.1.3.5. Ảnh hưởng của con người đến xói mịn đất
Con ngƣời ảnh hƣởng trực tiếp đến q trình xói mịn đất thơng qua hoạt
động sống. Việc phá rừng đã gián tiếp đẩy mạnh q trình xói mịn đất.
Những diện tích rừng mất đi làm lộ ra những khoảng trống khơng có thảm
thực vật che phủ đất. Khi mƣa xuống q trình xói mịn bề mặt xảy ra mạnh.
Canh tác trên đất dốc không khoa học, du canh du cƣ cũng là nhƣng tác
nhân gia tăng xói mịn đất. Trên độ dốc < 30 đã bắt đầu xảy ra xói mịn khi có

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

13

mƣa to. Từ độ dốc 30 trở lên, tùy vào yếu tố đất đai, thực vật, lƣợng mƣa v.v...
mà quá trình xói mịn xảy ra mạnh hay yếu. Qua số liệu của lâm trƣờng Cầu
Hai (Phú Thọ) cho thấy rừng phủ kín chỉ trơi đi 1 tấn đất/ha/năm trong khi các
nƣơng sắn lại mất 147 tấn đất/ha/năm [6]. Rõ ràng biện pháp canh tác không
hợp lý đã gây tác hại lớn, ảnh hƣởng xấu đến q trình xói mịn đất.
1.2. Nghiên cứu xói mịn đất trên thế giới
Có thể nói rằng con ngƣời đã quan tâm đến hiện tƣợng xói mòn từ rất
sớm, từ thời Hy Lạp và La Mã cổ đại đã có những tác giả đề cập đến xói mịn
cùng với việc bảo vệ đất. Q trình xói mịn hiện đại đƣợc gắn liền với các
hoạt động nơng nghiệp. Nhiều ngƣời đã cho rằng đất đai bị khai thác cạn kiệt
có thể là nguyên nhân khiến các nền văn minh q khứ mất đi. Vì vậy, cùng
với thối hố đất, xói mịn tồn tại nhƣ một vấn đề trong suốt q trình phát
triển của tồn nhân loại [10].
Vê nguyên nhân xoi mon , hâu hêt cac nha nghiên cƣ u trên thế giới đều
̀
́
̀
̀
́ ́
̀
́
thơng nhât răng có hai nguyên nhân cơ bản dẫn tới hiện tƣợng thoái hố đất
́
́ ̀
đang diễn ra mạnh mẽ trên qui mơ toàn cầu hiện nay là: nguyên nhân tự
nhiên và con ngƣời. Nguyên nhân con ngƣời, theo nhiều nhà nghiên cứu thể

hiện ở sự quản lý đất kém và dƣờng nhƣ đó là một cái giá phải trả cho sự phát
triển kinh tế, xã hội. Các giải pháp đƣa ra, đƣợc phân tích là khả thi nhất, là
các biện pháp can thiệp vào lớp phủ thực vật nhằm đạt đƣợc hiệu quả tốt hơn
trong việc chống xói mịn. Xói mịn tự nhiên là quá trình diễn ra liên tục trong
tự nhiên và chỉ là thứ yếu nếu so với xói mịn do nguyên nhân con ngƣời. Tuy
vậy, việc phân định nguyên nhân xói mịn khơng phải lúc nào cũng dễ dàng
và cũng không cần thiết, nên trong việc lập bản đồ xói mịn, nhiều khi ngƣời
ta khơng phân biệt hai ngun nhân này.
1.2.1. Các xu hướng mới trong nghiên cứu xói mịn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

14




Hiện nay, xói mịn đƣợc nghiên cứu mở rộng hơn dƣới nhiều loại hình
và tính chất khác nhau. Xu hƣớng phổ biến hiện nay trong nghiên cứu xói
mịn trên thế giới, thể hiện qua hội thảo lần thứ 12 của ISCO tổ chức tại Bắc
Kinh năm 2002 là nghiên cứu xói mịn theo hƣớng mơ hình hóa diễn tả động
lực của q trình xói mịn và nghiên cứu xói mịn kết hợp với các khoa học
khác, chủ yếu để tìm hiểu q trình cũng nhƣ tác động của xói mịn lên mơi
trƣờng nhằm có đƣợc các biện pháp chống xói mòn khả thi [17].
Điều đáng chú ý là nhiều nhà khoa học [17] đã đồng ý rằng hầu hết các
nghiên cứu về xói mịn hiện đƣợc tiến hành nhằm các mục tiêu sao cho không
cần phải xem xét đến sự khác biệt tỷ lệ (qui mô) không gian và thời gian.
Nhƣng điều này sẽ dẫn đến những sai biệt đáng kể. Theo Valentin và các
đồng nghiệp, để có thể dự báo đƣợc ảnh hƣởng của sự thay đổi toàn cầu,
chúng ta buộc phải tìm hiểu q trình xói mịn diễn ra ở các qui mô thời gian

và không gian khác nhau, điêu nay cung hoan toan phu hơp vơi kêt luân cua
̀
̀
̃
̀
̀
̀ ̣
́
́
̣
̉
Drissa va nnk [18].
̀
1.2.2. Các phương pháp đánh giá xói mịn đất [10]
- Phương pháp phân loại, phân vùng lãnh thổ theo mức độ xói mịn
Phƣơng pháp này đã đƣợc áp dụng ở nhiều nƣớc để phân chia khái quát
ra các vùng lớn có mức độ nguy hiểm xói mịn tiềm năng khác nhau trên tồn
lãnh thổ một quốc gia. Tuy nhiên hạn chế của phƣơng pháp này là thiên về
định tính, mang đặc trƣng của phƣơng pháp chun gia, có khó khăn trong
việc giải quyết chính xác ranh giới giữa các vùng và ở các phạm vi hẹp.
Phƣơng pháp này đã đƣợc các tác giả Liên Xô (cũ) và Trung Quốc áp dụng.
Các bản đồ phân vùng theo độ nguy hiểm tiềm năng xuất hiện xói mịn đƣợc
xây dựng trên cơ sở tổng hợp các bản đồ phân cấp các điều kiện tự nhiên
tham gia quá trình xói mịn : địa hình, khí hậu, lớp phủ thực vật. Trong các
yếu tố đó, các tác giả chú ý nhiều nhất đến các yếu tố địa hình và khí hậu.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

15

- Phương pháp mơ hình hố
Sử dụng mơ hình để diễn tả q trình xói mịn. Các mơ hình này có thể
là thực nghiệm hoặc lý thuyết. Ƣu điểm của phƣơng pháp này so với các
phƣơng pháp khác là đã phần nào lƣợng hố đƣợc vai trị của từng yếu tố ảnh
hƣởng tới q trình xói mịn, có nghĩa là làm rõ hơn vai trị của chúng trong
tồn bộ hệ thống. Phƣơng pháp này cũng cho phép ứng dụng các cơng nghệ
thơng tin vào nghiên cứu tính tốn. Hạn chế của phƣơng pháp là do q trình
xói mịn diễn ra rất đa dạng, thay đổi theo điều kiện cụ thể của từng địa
phƣơng nên mơ hình có thể dùng tốt cho địa phƣơng này nhƣng không đúng
với địa phƣơng khác. Vì vậy, khi vận dụng các mơ hình cần phải chú ý tới các
điều kiện đặc thù tại địa phƣơng, hay đúng hơn, là sử dụng các thông số của
mô hình đã đƣợc kiểm chứng cho địa phƣơng [17].
1.2.3. Các mơ hình đánh giá xói mịn đất
Việc mơ hình hố q trình xói mịn bắt đầu vào thập niên 80 thế kỷ 20, góp
phần tính tốn và dự báo xói mịn. Theo Phạm Hùng [3], có thể chia các mơ
hình ra làm hai loại chính là mơ hình kinh nghiệm và mơ hình nhận thức.
Các mơ hình đƣợc xây dựng trên cơ sở của lý thuyết hệ thống với giả thiết là
lƣợng vào và ra của hệ thống là đã xác định.
1.2.3.1. Mơ hình kinh nghiệm
Mơ hình kinh nghiệm là các mơ hình đƣợc xây dựng dựa vào tổng kết từ
các quan sát thực tế. Nói theo nghĩa hẹp hơn, hầu hết các mơ hình này đều
dựa vào phƣơng trình mất đất tổng quát của Wischmeier và Smith hoặc các tƣ
duy tƣơng tự. Có thể kể đến các mơ hình: Phƣơng trình Musgrave của
Musgrave, 1947; Phƣơng pháp tỉ lệ phân chia bùn cát, Renfro, 1975; Phƣơng
pháp Dendy - Boltan, Dendy và Bolten, 1976; MUSLE (modified universal
soil loss equation, Auerswwald, 1990 [3]:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

16




Mục đích của các mơ hình này là để tính tốn lƣợng đất tổn thất trung
bình hàng năm cũng nhƣ dự báo xói mịn đất bình qn trên đất dốc. Ngồi ra,
việc sử dụng các mơ hình cũng cho phép dự báo những thay đổi về xói mịn
đất do biến đổi trong hệ thống canh tác và đề xuất, ƣớc đốn hiệu quả của các
biện pháp phịng chống xói mịn.
Mơ hình kinh nghiệm có những hạn chế sau:
- Phạm vi ứng dụng mang tính địa phƣơng, có độ chính xác hạn chế khi
áp dụng ở những khu vực khác nhau.
- Chƣa đề cập đến quá trình bồi lắng và chuyển tải hạt đất
- Khơng có khả năng tính tốn cho từng trận mƣa hay các bƣớc thời gian
ngắn hơn
- Đối với các lƣu vực lớn, độ chính xác chƣa cao do tính phức tạp của
khu vực nghiên cứu. Nhƣợc điểm này có thể đƣợc khắc phục bằng cách chia
khu vực nghiên cứu thành các khu vực nhỏ hơn.
Mơ hình thực nghiệm AĐ Ivanovaki và IA Kornev
Mơ hình này đƣợc xây dựng tại các trạm thực nghiệm Novosilski.
Phƣơng trình của mơ hình có dạng [2]:
M=AI0,75L1,5X1,50
Trong đó:
M: lƣợng đất rửa trơi
I: Độ dốc sƣờn (tang góc dốc)
L: Khoảng cách từ đƣờng chia nƣớc (chiều dài sƣờn m)
X: Cƣờng độ mƣa hoặc tuyết tan (mm/ph)

A: Hệ số tính đến các nhân tố khác
Mơ hình này chƣa đề cập tới vai trị của thảm thực vật cũng nhƣ vai trò
của các loại đất, chỉ đƣa vào dƣới dạng một hệ số. Tuy vậy, mô hình thực

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

17




nghiệm này đƣợc một số nhà khoa học Việt Nam ứng dụng trong các tính
tốn của mình để phân cấp tiềm năng xói mịn cho các khu vực khác nhau.
Mơ hình USLE
USLE (Universal soil loss equation) – Phƣơng trình mất đất tổng quát
(hay phƣơng trình mất đất phổ dụng) đƣợc Wischmeier và Schmid hoàn thiện
vào năm 1978 từ kết quả của một nỗ lực thống kê lớn ( dữ liệu từ hơn 5000
plot hàng năm). Phƣơng trình đƣợc thiết kế ban đầu nhƣ là một công cụ qui
hoạch để kiểm sốt vấn đề xói mịn cho các cánh đồng ở vùng “vành đai ngơ”
nƣớc Mỹ [45]. Phƣơng trình mất đất tổng quát cho phép đánh giá ở tỷ lệ từng
cánh đồng lƣợng đất mất do xói mịn khe rãnh và xói mịn liên rãnh. Trong
khung cảnh của phƣơng trình mất đất tổng qt, xói mịn đƣợc định nghĩa là
tổng lƣợng đất đƣợc chuyển tới chân sƣờn dốc nơi các quá trình lắng đọng
quan trọng bắt đầu diễn ra hoặc các dòng chảy bắt đầu đƣợc tập trung lại.
Việc áp dụng cách tiếp cận mơ hình hố phân tích thống kê hồi qui đa
biến để xây dựng phƣơng trình đã cho phép phân tách các nhân tố trọng số
của một loạt biến độc lập (mƣa, đất, địa hình, lớp phủ thực vật và phƣơng
thức canh tác). Hơn nữa, việc sử dụng các tham số đo lƣờng lƣợng mất đất
hàng năm cho phép phƣơng trình này có thể dùng đƣợc trong đánh giá lƣợng
mất đất trung bình hàng năm. Phƣơng trình có đƣợc từ số lƣợng lớn các thửa

đất đƣợc quan sát hiếm khi quá 90m chiều dài và dốc quá 18%. Loại đất mà
mơ hình ban đầu đƣợc xây dựng chủ yếu là loại đất cấu trúc hạt vừa [17].
Phƣơng trình mất đất tổng qt có dạng nhƣ sau:
A=R*K*L*S*C*P (Phƣơng trình: Wischmeier WH - Smith DD)
Trong đó:
A: lƣợng đất mất trung bình hàng năm chuyển tới chân sƣờn
(kg/m2.năm)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

18




R: hệ số xói mịn do mƣa (thang đo độ xói mịn đƣợc lập trên cơ sở
EI30) (KJ.mm/m2.h.năm)
K: hệ số kháng xói của đất (đƣợc xác định bằng lƣợng đất mất đi cho
một đơn vị xói mịn của mƣa trong điều kiện chuẩn, nghĩa là chiều dài
sƣờn là 22,4m, độ dốc 9%, trồng luống theo chiều từ trên xuống sƣờn
dốc) (kg.h/KJ.mm)
L: Hệ số chiều dài sƣờn dốc, tỷ lệ đất mất đi của thửa đất so với lƣợng
đất mất đi của thửa đất chuẩn (không thứ nguyên)
S: Hệ số độ dốc (tỷ lệ đất mất đi của thửa đất so với lƣợng mất đất của
thửa đất chuẩn) (không thứ nguyên)
C: Hệ số cây trồng hoặc lớp phủ (không thứ nguyên) tỷ lệ lƣợng đất
mất của thửa đất so với lƣợng đất mất đi của thửa đất chuẩn (bỏ hoá
cách năm)
P: Hệ số canh tác bảo vệ đất (không thứ nguyên) tỷ lệ lƣợng đất mất đi
của thửa đất so với lƣợng đất mất đi của thửa đất chuẩn (trồng luống

theo chiều từ trên xuống sƣờn dốc)
Phƣơng trình ban đầu đƣợc thành lập ở hệ đo lƣờng Anh - Mỹ nhƣng
ngày nay đã đƣợc chuyển sang hệ SI để tiện cho việc tính tốn với các dữ liệu
thu thập đƣợc cũng nhƣ đánh giá so sánh USLE với các mơ hình xói mịn
khác. Phƣơng trình mất đất tổng qt có thể đƣợc coi là cơng cụ dự báo có thể
“đánh giá tốt nhất” [17] và chính xác dƣới các điều kiện về khí hậu, đất, địa
hình đã đƣợc Wischmieier và Smith chỉ rõ. Cũng có thể nhận thấy rằng việc
sử dụng phƣơng trình này để tính tốn hoặc dự đốn các hiện tƣợng xói mịn
xảy ra trong thời gian ngắn hơn sẽ khơng chính xác [3] và khi áp dụng
phƣơng trình cho các tỷ lệ khác (qui mô về không gian) cũng cần hết sức thận
trọng. Tuy nhiên, việc phân tách q trình xói mịn thành các biến độc lập
cũng mang lại khả năng to lớn trong tính tốn dự đốn xói mịn, và tƣ duy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

19




này, cũng nhƣ bản thân phƣơng trình USLE có thể đƣợc sửa đổi để thích hợp
với những hồn cảnh cụ thể về tỷ lệ khơng gian, điều kiện khí hậu cũng nhƣ
các điều kiện địa - vật lý khác bằng cách thay đổi các hệ số của phƣơng trình.
Vì lý do trên, phƣơng trình USLE đã đƣợc thay đổi cho phù hợp với các điều
kiện khác nhau, ví dụ [17]:
- USLE cho đất canh tác nơng nghiệp (chính là phƣơng trình gốc của
Wischmeier và Smith)
- USLE cho đất xây dựng (Wischmeier, Jonson và Cross, 1971)
- USLE cho đất rừng (Dissmeier và Foster, 1981)
- USLE trong điều kiện bão (Onstad và Foster, 1974)

- USLE cho đánh giá lƣợng trầm tích của lƣu vực (Williams, 1975)
Trong quá trình phát triển, phƣơng trình USLE cũng đồng thời đƣợc các
chuyên gia đánh giá, đặc biệt là trên khía cạnh áp dụng. Mặc dù vẫn đƣợc coi
là cơng cụ hữu hiệu trong đánh giá xói mòn do mƣa với ý tƣởng quản lý tổng
hợp lƣu vực và trong các nghiên cứu dựa trên GIS, Baumann và nnk [39], khi
so sánh kết quả nghiên cứu xói mòn của cùng một khu vực trong cùng một
thời kỳ (bang Chiapas, Mexico, 1997) của hai nhóm nghiên cứu cùng sử dụng
phƣơng trình mất đất phổ dụng (USLE) đã thấy có sự khác biệt đáng kể (từ 57
đến 300 t/ha cho vùng cao và 20 đến 859 t/ha cho vùng thấp). Sau khi tìm
hiểu, họ thấy rằng sai lệch do bản đồ chỉ chiếm một phần, còn một phần là do
sai lệch trong quá trình diễn giải và đánh giá cùng một nguồn dữ liệu. Sự phân
tích tập trung vào ba nhân tố chính của phƣơng trình USLE: C, K và R, nghĩa
là sự ảnh hƣởng của lớp phủ thực vật, điều kiện thổ nhƣỡng và đặc điểm mƣa
trong quá trình xói mịn.
Mơ hình SEIM
Đê đanh gia đƣơc mƣc đơ xoi mon trên lanh thơ lơn (tồn bộ Đài Loan),
̉ ́
́
̣
́
̣ ́
̀
̃
̉ ́
các tác giả đã sử dụng Mơ hình chỉ số xói mịn đất (Soil Erosion Index Model

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

20

– SEIM). Mô hì nh nay nghiên cƣu sƣ anh hƣơng cua cac chỉ sô khac nhau tơi
̀
́
̣ ̉
̉
̉
́
́
́
́
lƣơng đât xoi mon ma không nhăm tí nh ra cu thê lƣơng đât xoi m òn hàng năm
̣
́ ́
̀
̀
̀
̣ ̉
̣
́ ́
[15]. Vơi sƣ co măt cua Ci (chỉ số lớp phủ ) và Ui (chỉ số sử dụng đất ), mô
́ ̣ ́ ̣ ̉
hình này mang tới bức tranh rõ rệt hơn về tình trạng xói mịn so với mơ hình
xói mịn tiềm năng từ phƣơng trình USLE (loại bỏ hệ số C va P). Mô hì nh chỉ
̀
sô xoi mon đât co dang :
́ ́
̀

́ ́ ̣
Ai=Ki+Ri+Ti+Ci+Ui
Trong đo :
́
Ki: chỉ số xói mịn của đất
Ri: Chỉ số xói mịn của mƣa
Ti: Chỉ số xói mịn của sƣờn
Ci: Chỉ số xói mịn của lớp phủ
Ui: Chỉ số xói mịn của sử dụng đất.
Đê co thê thây ro hơn vai tro cua cac chỉ sô tơi tiêm năng xoi mon
̉ ́ ̉ ́
̃
̀ ̉
́
́ ́
̀
́
̀

, các

tác giả đã phân tích dựa trên cơ sở chia 5 loại chỉ số trên thành 2 lĩnh vực : các
chỉ số điều kiện tự nhiên và các chỉ số nhâ

n tao (artificial index ) gôm Ci va
̣
̀
̀

Ui, tƣ đo co đƣơc kêt luân vê nhƣng nơi ma con ngƣơi cân co tac đông đê

̀ ́ ́
̣
́
̣
̀
̃
̀
̀ ̀
́ ́
̣
̉
giảm thiểu xói mịn
Mơ hình ESLE (Emprical Soil loss equation)[17]
Trong nghiên cƣu cua mì nh , các tác giả đã sử dụng s ố liệu từ khoảng
́
̉
1841 khoảnh-năm đê đanh gia cac hê sô trong phƣơng trì nh USLE . Vơi hê sô
̉ ́
́ ́
̣ ́
́ ̣ ́
LS, khi ap dung cho vung đât dôc , các tác giả đã tìm ra sự khác biệt đáng kể
́
̣
̀
́
́
giƣa kêt qua thƣc nghiêm va phƣơng trì nh khi đô dô
̃
́

̉ ̣
̣
̀
̣ ́

c trên 10 đơ. Theo tí nh
̣

tốn, các tác giả đƣa ra cơng thức tính LS nhƣ sau :
S=10.8sin(teta) +0.03 khi goc dôc teta<=5 đô
́
́
̣
S=16.8sin(teta)-0.5 teta >5-10 đô
̣
S=21.91sin(teta)-0.96 teta>10

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

21




Đê co thê đanh gia đƣơc ro hơn cac tac đông cua
̉ ́ ̉ ́
́
̣
̃
́ ́

̣
̉

con ngƣơi trong viêc
̀
̣

bảo vệ đất chống xói mịn , các tác giả đã đƣa vào phƣơng trình

3 hê sơ mơi
̣ ́
́

(thay thê cho C va P ) gọi là B (biological control ), E(Engineering control ) và
́
̀
T (tillage). B đăc trƣng cho cac tac đông đên lơp phu , E cho cac tac đông đên
̣
́ ́
̣
́ ́
̉
́ ́
̣
́
đị a hì nh va T là hƣớng luống canh tác .
̀
1.2.3.2. Mơ hình nhận thức
Khác với mơ hình kinh nghiệm, các mơ hình nhận thức đƣợc phát triển
dựa vào hiểu biết về các qui luật vận động và cơ chế vật lý của q trình xói

mịn, nghĩa là dựa vào các hiểu biết đã đƣợc lý thuyết hố dƣới dạng các định
luật hay phƣơng trình vật lý. Các q trình vật lý của xói mịn có thể đƣợc kể
ra gồm: q trình bóc tách hạt đất (do năng lƣợng của hạt mƣa rơi hoặc một
dạng năng lƣợng khác); quá trình chuyển tải (với các định luật về dịng chảy
mà q trình này tn thủ) và q trình sa lắng của các hạt đất. Vì thế, cơ sở
lý thuyết của mơ hình nhận thức là lý thuyết cơ học chất rắn, chất lỏng và
phân tích mơ hình kinh nghiệm.
Mơ hình nhận thức đơn giản
Bản chất của các mơ hình nhận thức đơn giản là q trình xói mịn đƣợc
chia ra làm hai bƣớc, bƣớc đất bị bóc tách và bƣớc đất đƣợc chuyển tải tới
cửa ra. Lƣợng đất bị bóc tách thƣờng đƣợc tính theo phƣơng trình mất đất
tổng qt USLE, q trình chuyển tải đƣợc tính toán qua các hàm diễn toán
thành phần chuyển tải. Các mơ hình thuộc loại này có thể kể ra là Mơ hình
diễn tốn bùn cát theo Muskingum, Sign và Quiroga, 1986; Kết hợp mơ hình
mơ phỏng mƣa, dịng chảy và bùn cát, Franchini và Schipa, 1993 [3]:
Theo nhận xét của Phạm Hùng [3], mơ hình nhận thức đơn giản có các
ƣu điểm và nhƣợc điểm sau:
Ƣu điểm:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

22




- Mơ tả và tính tốn khá chi tiết q trình chuyển tải hạt đất trên sƣờn
dốc thơng qua việc phân chia lƣu vực.
- Không bắt buộc phụ thuộc vào hình dạng xác định.
Nhƣợc điểm: Khơng hồn tồn dựa vào q trình vật lý của hiện tƣợng

xói mịn mà mới chỉ đề cập đến lƣợng đất tổn thất hàng năm.
Mô hình nhận thức phức tạp
Các mơ hình loại này đƣợc xây dựng dựa vào bản chất vật lý của hiện
tƣợng xói mịn lƣu vực. Q trình xói mịn lƣu vực đƣợc mơ tả qua ba q trình
chính: 1) q trình bóc tách các hạt đất do năng lƣợng của hạt mƣa; 2) q trình
chuyển tải hạt đất do dịng chảy mặt gây nên và 3) quá trình bồi lắng do khả
năng chuyển tải của bề mặt lƣu vực nhỏ hơn nồng độ tập trung các hạt. Mỗi
quá trình đều tuân thủ những định luật vật lý và có thể mơ phỏng đƣợc. Tồn
bộ ba q trình trên là liên tục và tạo nên động lực của q trình xói mịn trên
bề mặt lƣu vực. Có thể kể ra các mơ hình phổ biến sau: Dự báo xói mịn do
nƣớc (WEPP), Lane và Nearing, 1989; Mơ hình xói mịn châu Âu, Morgan,
1992; Chƣơng trình dự báo xói mịn theo q trình, Schramm, 1994 [3]:
Ƣu điểm quan trọng nhất cần phải kể tới của mơ hình nhận thức phức tạp
là nó đã khắc phục nhiều nhƣợc điểm của mơ hình nhận thức đơn giản. Cách
mơ phỏng sát với q trình xói mịn trên bề mặt lƣu vực, vì thế, cho phép xem
xét phản ứng của hệ thống thuỷ văn khi muốn thay đổi một bộ phận hay toàn
bộ cấu trúc của hệ thống.
Nhƣợc điểm dễ thấy của mơ hình nhận thức phức tạp là địi hỏi lƣợng
thơng tin đầu vào tƣơng đối lớn và chính xác.
1.3. Nghiên cứu xói mịn đất ở Việt Nam
Việt Nam có trên 3/4 diện tích tự nhiên là đồi núi với độ dốc cao, địa hình chia
cắt phức tạp. Trƣớc đây hầu hết các diện tích đồi núi đều có rừng che phủ, ngày nay,
do nhu cầu lƣơng thực thực phẩm, nhu cầu gỗ trong công nghiệp và xây dựng cũng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

23