ứng dụng ảnh viễn thám và công nghệ gis đánh giá xói mòn đất huyện tam nông tỉnh phú thọ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI




TRỊNH QUỐC THẮNG




ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM VÀ CÔNG NGHỆ GIS
ðÁNH GIÁ XÓI MÒN ðẤT HUYỆN TAM NÔNG –
TỈNH PHÚ THỌ




LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP






Chuyên ngành : QUẢN LÝ ðẤT ðAI
Mã số : 60.62.16
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN KHẮC THỜI

HÀ NỘI – 2010
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
i


LỜI CAM ðOAN


Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược sử dụng ñể
bảo vệ một học vị nào.
Tôi cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã
ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc.

Hà nội, ngày 16 tháng 9năm 2010
Tác giả luận văn




Trịnh Quốc Thắng

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
ii


LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập, nghiên cứu gặp rất nhiều khó khăn, tôi ñã nhận
ñược sự hỗ trợ, giúp ñỡ tận tình của các thầy, các cô, các ñơn vị, gia ñình và
bạn bè ñể tôi hoàn thành bản luận văn này.
Lời ñầu tiên, tôi xin ñược bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới
thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Khắc Thời, phó chủ nhiệm khoa Tài nguyên và
Môi trường Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội ñã tận tình hướng dẫn,
ñóng góp ý kiến quý báu, ñộng viên giúp ñỡ tôi vượt qua những khó khăn
trong quá trình nghiên cứu ñể hoàn chỉnh bản luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS. Trần Quốc Vinh trưởng bộ
môn Trắc ñịa bản ñồ và hệ thống thông tin ñịa lý, các thầy, các cô trong bộ
môn Trắc ñịa bản ñồ và hệ thống thông tin ñịa lý Trường ðại học Nông
Nghiệp I Hà Nội, cùng toàn thể các thầy giáo, cô giáo ñã tận tình giảng dạy,
hướng dẫn, truyền ñạt những kinh nghiệm, ñóng góp cho tôi nhiều ý kiến quý
báu ñể tôi hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Viện ñào tạo sau ñại học,
khoa Tài nguyên và Môi trường, bộ môn Trắc ñịa bản ñồ và hệ thống thông tin
ñịa lý ñã tạo mọi ñiều kiện giúp ñỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Và cuối cùng tôi xin ñược bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới những người

thân trong gia ñình, bạn bè, ñồng nghiệp. ðể có ñược kết quả ngày hôm nay,
một phần do sự nỗ lực cố gắng của bản thân nhưng phần lớn là do công lao
của gia ñình bố mẹ, anh chị em, bạn bè, ñồng nghiệp ñã luôn ñộng viên và tạo
ñiều kiện ñể tôi an tâm học tập và nghiên cứu.


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
iii


MỤC LỤC

Lời cam ñoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục bảng v

Danh mục hình vi

1 MỞ ðẦU i

1.1 Tính cấp thiết của ñề tài 1

1.2 Mục tiêu của ñề tài 2

1.3 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

2 TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 3

2.1 Tổng quan về nghiên cứu xói mòn. 3

2.1.1 Quan niệm về xói mòn. 3

2.1.2 Một số khái niệm về phân loại xói mòn. 4

2.2 Sơ lược lịch sử nghiên cứu xói mòn ñất. 5

2.2.1 Nghiên cứu xói mòn ñất trên Thế giới. 5

2.2.2 Nghiên cứu xói mòn ñất ở Việt Nam. 8

2.3 Các phương pháp chẩn ñoán và xác ñịnh xói mòn 9

2.3.1 ðịnh lượng xói mòn bằng thực nghiệm. 9

2.3.2 Xác ñịnh xói mòn bằng mô hình toán học 15

2.4 Một số phương pháp xác ñịnh các hệ số xói mòn 19

2.4.1 Hệ số R 19

2.4.2 Hệ số K 22

2.4.3 Hệ số LS 25

2.4.4 Hệ số C 30

2.4.5 Hệ số P 33

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
iv


2.5 Tình hình ứng dụng của Viễn thám và GIS 34

2.5.1 Tình hình ứng dụng viễn thám trên thế giới 34

2.5.2 Tình hình ứng dụng viễn thám ở Việt Nam 37

3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43

3.1 Nội dung nghiên cứu 43

3.2 Phương pháp nghiên cứu 43

3.2.1 Phương pháp thu thập số liệu 43

3.2.2 Phương pháp viễn thám 43

3.2.3 Phương pháp mô hình hóa 44

3.2.4 Phương pháp xử lý số liệu 45

3.2.5 Phương pháp chuyên gia: 45

4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 46

4.1 Các nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn ñất huyện Tam Nông 46

4.1.1 Nhân tố tự nhiên 46

4.1.2 Nhân tố kinh tế - xã hội 51

4.2 Thành lập bản ñồ xói mòn huyện Tam Nông tỉnh Phú Thọ 56

4.2.1 Bản ñồ hệ số R 56

4.2.2 Bản ñồ hệ số K 58

4.2.3 Bản ñồ hệ số LS 61

4.2.4 Bản ñồ hệ số C 63

4.2.5 Bản ñồ hệ số P 66

4.2.6 Xây dựng bản ñồ xói mòn ñất 67

4.3 Kết quả ño xói mòn thực nghiệm 71

5 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 74

5.1 Kết luận 74

5.2 Kiến nghị 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
v


DANH MỤC BẢNG

STT Tên bảng Trang

Bảng 1. Bảng phân ñất theo cấp ñộ thấm 24

Bảng 2: Bảng tra hệ số P theo hội khoa học ñất quốc tế 33

Bảng 3: Diễn biến một số yếu tố khí hậu năm 2009 48

Bảng 4: Thống kê diện tích các loại ñất 55

Bảng 5: Kết quả tính toán hệ xói mòn các loại ñất huyện Tam Nông theo toán
ñồ Wischmeier & Smith 59

Bảng 6: Diện tích các cấp ñộ dốc huyện Tam Nông 61

Bảng 7: Kết quả tính toán hệ số LS 62

Bảng 8: Tọa ñộ các ñiểm khống chế ảnh 64

Bảng 9: Kết quả tính toán hệ số P 66

Bảng 10: Kết quả xói mòn ñất huyện Tam Nông 67

Bảng 11: Thống kê diện tích mức ñộ xói mòn theo cấp ñộ dốc 68

Bảng 12: Thống kê diện tích mức ñộ xói mòn theo loại ñất 69

Bảng 13: Thống kê diện tích mức ñộ xói mòn theo ñơn vị hành chính 70

Bảng 14: Kết quả so sánh giữa tính toán và ño ñếm thực tế 72



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
vi


DANH MỤC HÌNH

STT Tên hình Trang

1 Bảng tra toán ñồ hệ số K của Wischmeier và Smith 25

2 Sử dụng mô hình USLE tính toán xói mòn bằng GIS 44

3 Các bước tính toán hệ số R 56

4 Biểu ñồ lượng mưa trung bình năm của các trạm ño 57

5 Các bước tính toán hệ số K 58

6 Quy trình tính hệ số LS 61

7 Quy trình thành lập bản ñồ hệ số C 63

8 Sai số hiệu chỉnh hình học ảnh 64

9 Quy trình thành lập bản ñồ hệ số P 66

10 Phần trăm diện tích xói mòn theo cấp ñộ dốc 68

11 Phần trăm diện tích xói mòn theo loại ñất 69

12 Bố trí khu thử nghiệm tại xã Dị Nậu 71

13 Bố trí khu thử nghiệm tại thị trấn Hưng Hóa 71

14 Bố trí khu thí nghiệm tại xã Hương Nộn 72

15 ðối chứng kết quả tính toán xói mòn và ño ñếm thực tế 73



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
1


1. MỞ ðẦU

1.1. Tính cấp thiết của ñề tài
Xói mòn ñã từ lâu ñược coi là nguyên nhân gây thoái hóa tài nguyên
ñất nghiêm trọng. Vấn ñề bảo vệ ñất và xói mòn ñã ñược ñề cập ñến trong các
công trình của các tác giả Hy Lạp và La Mã cổ ñại. Trong nhiều trường hợp,
các nền văn minh ñã mất ñi do ñất ñai bị khai thác cạn kiệt. Vì vậy, cùng với

thoái hoá ñất, xói mòn tồn tại như một vấn ñề trong suốt quá trình phát triển
của toàn nhân loại. Có thể nói rằng xói mòn ñất ñược coi là nguyên nhân hàng
ñầu gây thoái hóa tài nguyên ñất ở vùng miền núi.
Diện tích ñất ñồi núi nước ta chiếm khoảng ¾ tổng diện tích tự nhiên
của cả nước với ñặc ñiểm thuận lợi là ña dạng về loại hình thổ nhưỡng, phong
phú về khả năng sử dụng. Tuy nhiên trở ngại lớn là chịu tác ñộng của khí hậu
nhiệt ñới gió mùa, nóng ẩm mưa nhiều và ñịa hình dốc. Chế ñộ mưa nhiều thúc
ñẩy sự xói mòn, rửa trôi, bạc màu ñất. ðịa hình bị chia cắt mạnh, ñất dốc chiếm
tỷ phần cao (ñặc biệt ở miền núi phía Bắc), khi ñất bị xói mòn thì phần lớn vật
liệu không bồi lắng mà bị rửa trôi theo sông suối ñổ thẳng ra biển. Thảm thực
vật bị suy giảm, các hoạt ñộng canh tác của con người là những nguyên nhân
chính gây ra sự xói mòn, suy thoái ñất và làm giảm năng suất cây trồng.
ðứng trước những nguy cơ về thoái hóa ñất do xói mòn, ñã có nhiều công
trình nghiên cứu về xói mòn nhằm ñánh giá nguyên nhân và ảnh hưởng của nó
tới quá trình sản xuất nông, lâm nghiệp. Các kết quả nghiên cứu cụ thể là cơ sở
khoa học giúp các nhà hoạch ñịnh chính sách, các nhà Quy hoạch sử dụng ñất
ñưa ra các chính sách ñất ñai phù hợp phục vụ cho việc quản lý ñất ñai ñạt hiệu
quả hơn, nâng cao mức sống cho người dân. ðồng thời tìm ra biện pháp giải
quyết những vấn ñề bức xúc trong sử dụng ñất, nhằm mục ñích sử dụng ñất ngày
càng ñem lại hiệu quả cao hơn về cả kinh tế, xã hội và môi trường.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
2


Tam Nông là huyện miền núi, toàn huyện có 3.616,05 ha ñất lâm
nghiệp và 2.192,65 ha ñất trồng cây công nghiệp, cây lâu năm trên ñồi ñất
dốc. Do trước ñây rừng tự nhiên bị khai thác, tàn phá nhiều, việc trồng mới
rừng chủ yếu là trồng bạch ñàn phục vụ cho việc cung cấp nguyên liệu cho
ngành sản xuất giấy; theo báo cáo của ngành kiểm lâm thì ñộ che phủ rừng
mới ñạt 25%. Bên cạnh ñó việc trồng một số loại cây công nghiệp như sơn,

chè, cây màu (sắn, ngô,…) trên ñất dốc cùng làm cho ñất bị xói mòn, rửa trôi
nghiêm trọng. Có nhiều nguyên nhân tác ñộng ñến quá trình xói mòn ñất ở
Tam Nông như khí hậu, thời tiết, ñịa hình, ñịa chất, thuỷ văn, các hoạt ñộng
con người Tuy nhiên các nhân tố này không diễn ra một cách ñộc lập, mà
chúng hoạt ñộng trong sự tương tác lẫn nhau. Do ñó, nghiên cứu bản chất quá
trình này và các nhân tố có liên quan là vấn ñề cấp thiết, từ ñó tạo ra cơ sở
khoa học cho việc ñịnh hướng ñúng ñắn trong công tác bảo vệ chống xói mòn
ñất và công tác quy hoạch sử dụng ñất một cách tối ưu.
Trong những năm qua ñã có những công trình nghiên cứu về xói mòn
ñất, tuy nhiên những nghiên cứu về ứng dụng công nghệ Viễn thám và GIS
vào việc ñánh giá xói mòn ñất vẫn còn ít. Với mong muốn áp dụng phương
pháp mới vào việc nghiên xói mòn ñất ở vùng ñồi núi Việt Nam, tôi tiến hành
nghiên cứu ñề tài:
“Ứng dụng ảnh Viễn thám và công nghệ GIS ñánh giá xói mòn ñất
huyện Tam Nông – tỉnh Phú Thọ”
1.2. Mục tiêu của ñề tài
- Ứng dụng công nghệ Viễn thám và GIS trong việc ñánh giá, tính toán
và xây dựng bản ñồ xói mòn.
1.3. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu
- ðề tài chỉ tập trung nghiên cứu toàn bộ diện tích ñất nông nghiệp, lâm
nghiệp của huyện Tam Nông.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
3


2. TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU

2.1. Tổng quan về nghiên cứu xói mòn.
2.1.1. Quan niệm về xói mòn.
Xói mòn là một cụm từ latinh “erosion” thể hiện sự ăn mòn dần. Theo

nghĩa tiếng Việt từ Từ ñiển Bách khoa Nông nghiệp thì xói mòn ñất ñược
hiểu là “quá trình các tác nhân khí hậu (mưa, gió), ñôi khi cả con người tác
ñộng lên mặt ñất làm cho lớp mặt của ñất, keo mùn, những tầng ñất tơi xốp,
các vụn ñất và ñá sét bị mất ñi hoặc trôi theo sườn dốc”.
Viện sĩ L.I.Paraxôlôp cho rằng xói mòn ñất cần phải hiểu là “những
hiện tượng phá hủy và cuốn trôi theo ñất cũng như quặng xốp bằng dòng nước
và gió thể hiện dưới nhiều hình thức và rất phổ biến”.
Husdson coi xói mòn là quá trình san bằng, trong ñó các hạt ñất hay ñá
cứng bị nhào lộn, rửa trôi và di chuyển dưới tác dụng của trọng lực, gió và
nước là ñộng lực chính của quá trình này.
Còn theo ñịnh nghĩa của Rattan Lal (1990) xói mòn là sự di chuyển dời
vật lý của lớp ñất mất do nhiều tác nhân khác nhau: lực ñập của giọt nước,
gió, tuyết bao gồm cả quá trình sạt lở do trọng lực.
ðối với Foster (1982) quá trình xói mòn bao gồm:
- Quá trình bóc tách hạt ñất từ bề mặt lưu vực.
- Quá trình vận chuyển các hạt trên bề mặt lưu vực.
- Quá trình bồi lắng các hạt trong quá trình vận chuyển.
Cao ðăng Dư cho rằng quá trình xói mòn, trượt lở, bồi lấp (gọi tắt là
xói bồi) thực chất là quá trình phân bố lại vật chất dưới ảnh hưởng của trọng
lực, xảy ra khắp nơi và bị chi phối bởi yếu tố ñịa hình.
Khi nghiên cứu về tác nhân của lớp phủ thực vật thì Nguyễn Quang
Mỹ, Nguyễn Tứ Dần cho rằng, xói mòn là một quá trình ñộng lực phá hủy ñộ
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
4


màu mỡ của ñất, làm mất trạng thái cân bằng sinh thái của cả vùng bị xói mòn
lẫn vùng bồi lắng vật liệu.
Phân tích từ những ý kiến trên, kết hợp với việc khảo sát các tác nhân
ảnh hưởng tới xói mòn. Luận văn cho rằng xói mòn ñất xét về mặt vật lý chính

là quá trình tiêu hao năng lượng. Năng lượng phá vỡ kết cấu của ñất và làm di
chuyển hạt ñất. Vì vậy xói mòn ñất là một quá trình phá hủy lớp thổ nhưỡng
(bao gồm phá hủy thành phần cơ, lý, hóa, chất dinh dưỡng…của ñất) dưới tác
ñộng của các nhân tố tự nhiên và nhân sinh, làm giảm ñộ phì nhiêu của ñất, gây
ra bạc màu, thoái hóa ñất, laterit hóa, trơ sỏi ñá… ảnh hưởng trực tiếp ñến sự
sống và phát triển của rừng và các thảm thực vật, thảm cây trồng khác.
2.1.2. Một số khái niệm về phân loại xói mòn.
Căn cứ vào tác nhân gây ra xói mòn, người ta phân ra xói mòn ñất
thành 5 dạng: xói mòn do nước, do gió, do trọng lực, do tuyết tan và do dòng
bùn ñá.
• Xói mòn do nước
Xói mòn này ñược phân thành xói mòn bề mặt và xói mòn dạng tuyến
tạo thành liên rãnh xói. Sự rửa trôi ñất là do mưa khi rơi xuống sinh ra mạng
lưới dòng chảy ở các liên sườn nghiêng. Tuy nhiên dạng dòng chảy này chỉ
mang tính tạm thời. Lượng dòng chảy mặt và lượng xói mòn ñược xác ñịnh
bằng cách kết hợp nhiều nhân tố tự nhiên và xã hội. Lượng dòng chảy mặt
vừa là tác nhân gây xói mòn, vừa là ñộng lực chính của vận chuyển bùn cát
trên bề mặt lưu vực và các rãnh xói. Trong quá trình chuyển tải bùn cát do
mưa gây xói sẽ xuất hiện quá trình sa lắng các hạt ñất khi mà lưu lượng bùn
cát vượt quá sức tải của dòng nước trên bề mặt lưu vực và rãnh. ðây chính là
quá trình cơ bản của xói mòn bề mặt lưu vực. Xói mòn dạng tuyến tạo thành
rãnh xói phát sinh bởi những dòng nước tập trung vào ñịa hình võng, trũng.
Dòng chảy ở ñây có tốc ñộ lớn, sức tàn phá mạnh do ñó theo thời gian tạo
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
5


thành hệ thống rãnh xói.
• Xói mòn do gió
Xói mòn này có thể xuất hiện ở bất cứ dạng ñịa hình nào. Gió mang sản

phẩm xói mòn theo những hướng khác nhau. Tuy nhiên, mức ñộ phá hủy ñất
phụ thuộc vào ñịa hình khu vực và loại ñất.
• Xói mòn trọng lực
Xói mòn này xuất hiện do tác ñộng kết hợp giữa trọng lực của ñất ñá
trên sườn dốc và dòng chảy tràn. Mặc dù mang tính ñịa phương nhưng nó có
thể mang ñến thảm họa khủng khiếp.
• Xói mòn dòng bùn ñá
Là một loại lũ quét ñi qua các vùng ñất ñá bở rời và ñịa hình thuận lợi
cho việc tập trung nước và chất rắn.
• Xói mòn do tuyết tan, băng tan ở các vùng có khí hậu ôn ñới.
Xói mòn mạnh hay yếu là phụ thuộc vào yếu tố cường ñộ và lượng
mưa, ñộ dốc, chiều dài sườn, hướng phơi của ñịa hình, ñịa hình bề mặt, ñặc
ñiểm của lớp phủ thổ nhưỡng và thảm thực vật, tình trạng sử dụng ñất, kỹ
thuật trồng trọt, phương pháp tổ chức sản xuất và các yếu tố xã hội.
2.2. Sơ lược lịch sử nghiên cứu xói mòn ñất.
2.2.1. Nghiên cứu xói mòn ñất trên Thế giới.
Nghiên cứu của N. Hudson (1981) cho thấy từ thời trước Công nguyên,
các nhà triết học cổ ñại Platon (427-347 trước Công nguyên) ñã nêu ra mối
liên quan giữa lũ lụt và xói mòn ñất với việc tàn phá rừng; cho ñến cuối thế kỷ
XIX, tình trạng chung trong lĩnh vực chống xói mòn không thay ñổi; nghiên
cứu xói mòn ñất trước 80 năm (kể từ năm 1971) hầu như chưa ñược nghiên cứu
và sau 1971 thì các nghiên cứu này ñược thực hiện ngày càng nhiều ở tất cả các
nước. Những công trình nghiên cứu ñầu tiên về xói mòn ñất ñược nhà khoa học
người ðức Volni tiến hành từ năm 1877-1895, kết quả cho thấy ñược các nhân
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
6


tố ảnh hưởng ñến sự xói mòn ñất. Sau ñó, các nghiên cứu khác về xói mòn ñất
ñược triển khai mạnh mẽ ở Mỹ và một số nước khác trên Thế Giới.

Tại Mỹ, nhiều nghiên cứu về cơ chế xói mòn ñất ñạt ñược nhiều kết quả,
tạo ra bước ngoặt về nghiên cứu xói mòn ñất. Những thí nghiệm ñầu tiên nhằm
xác ñịnh xói mòn ñất về mặt ñịnh lượng ñược các tổ chức Lâm nghiệp Mỹ tiến
hành tại bang Iuta vào năm 1915. Ngay sau ñó, Miller ñã tiến hành những thí
nghiệm ngoài thực ñịa ở bang Missuri vào năm 1917 và công bố kết quả vào
năm 1923. Belnett lập một mạng lưới gồm 10 trạm thí nghiệm chống xói mòn
vào các năm 1928 ñến 1933. Mười năm sau số trạm nghiên cứu ñược xây dựng
lên tới 44 trạm , có chương trình nghiên cứu bằng biện pháp kỹ thuật và nghiên
cứu chế ñộ dòng chảy từ các máng thu nước (Hudson,1981) [1].
Công trình nghiên cứu ñầu tiên của Volni cho thấy nguyên nhân chủ
yếu của xói mòn ñất là hạt nước rơi. Công trình nghiên cứu ñầu tiên theo
hướng này ñã ñược Bayer, Borot, Vudbern và Musgrave thực hiện trong
những năm 30 của thế kỷ 20. Những công trình nghiên cứu ñầu tiên về mưa
thiên nhiên ñã ñược Laws tiến hành vào năm 1940, còn công trình nghiên cứu
ñầu tiên về tác ñộng cơ học của hạt mưa vào ñất thì ñược Ellison tiến hành
vào năm 1944. Mô tả các vấn ñề nêu trên, Stalling viết: "Việc phát hiện ra
rằng hạt mưa là nhân tố chính của xói mòn do nước ñã kết thúc thời ñại ñấu
tranh vô hiệu quả của con người chống lại xói mòn và lần ñầu tiên gieo niềm
hy vọng giải quyết ñược một cách có kết quả vấn ñề xói mòn ñất. Tác ñộng
của hạt mưa là một pha trong qua trình nước làm xói mòn ñất mà trước ñây
không nhận ra" (Hudson 1981) [1].
Xói mòn ñất ñược nghiên cứu rộng rãi ở mọi nơi trên Thế giới. Tại Châu
Phi, ñến năm 1971, ñã có trên 12 nước có trạm nghiên cứu tại thực ñịa. Các nhà
nghiên cứu về vấn ñề này như Haillet (1929), Staplz (1923), Ủy ban hợp tác kỹ
thuật Nam Sahara (CCTA), văn phòng ñất Liên Phi (BIS), Hội ñồng bảo vệ và
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
7


sử dụng ñất khu vực Nam Phi (SARCCVS), UB nghiên cứu khoa học kỹ thuật

thuộc tổ chức thống nhất châu Phi (OAU), Một số công trình nghiên cứu xói
mòn ñất ñã ñược tiến hành ở một số quốc gia tại các châu lục khác như
Srilanca, Ấn ñộ, Australia, Israel, Nhật Bản, (Hudson 1981) [1],[8].
Các nhà khoa học của Liên Xô (cũ) và Bulgari cũng ñã thu ñược nhiều
kết quả nghiên cứu về xói mòn ñất. Các thành tựu ñạt ñược có ý nghĩa trên
các mặt nghiên cứu lý thuyết về cơ chế tác ñộng của các nhân tố ảnh hưởng
ñến xói mòn ñất. Từ ñó ñã có nhiều phương pháp chẩn ñoán ñánh giá lượng
ñất bị rửa trôi, ñề xuất ñược các biện pháp phòng chống và mức ñộ cần thiết
phải áp dụng các biện pháp này ở từng ñiều kiện cụ thể. Các ñóng góp về
nghiên cứu này có thể kể ñến như: Sobolev (1961), Zakharov (1981),
Eghiazarov (1963), Mirskhulava (1960), Biotrev (1974), Stanev (1979).
Xói mòn ñất ñã ñược các nhà khoa học thế kỷ 20 nghiên cứu thực
nghiệm và khái quát hóa thành công thức toán học như: Phương trình xói mòn
ñất của Horton (1945), Phương trình mất ñất của Musgave (1947), phương
trình phá hủy kết cấu hạt mưa của Ellison (1945) [9], phương trình xói mòn
mặt của Dragoun (1962), phương trình mất ñất phổ dụng USLE của
Wischmeier và Smith (1958) [26], xác ñịnh các tham số cho phương trình mất
ñất phổ dụng của M.Lafflen (1991) [21], mô hình mô phỏng quá trình bồi
lắng của Fleming và Fahmy (1973), mô hình xói mòn ñất dốc của Foster và
Meyer (1975), mô hình mất ñất do dòng chảy của Fleming và Walker [9].
Nghiên cứu xói mòn ñất ñã ñược phát triển mạnh mẽ trong những năm
của thập kỷ 80 và 90. Sự phát triển này nhằm ñáp ứng dòi hỏi cấp bách của
việc bảo vệ môi trường sống, nâng cao năng suất và thu nhập từ ngành trồng
trọt. Mặt khác, sự phát triển của sự nghiên cứu xói mòn ñất có ñược là do ñã
ứng dụng các phương pháp mô hình, mô phỏng bằng toán học, ñặc biệt có sự
hỗ trợ ñắc lực của công nghệ thông tin.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
8

2.2.2. Nghiên cứu xói mòn ñất ở Việt Nam.
Cách ñây hàng nghìn năm ñã xuất hiện xói mòn ñất do nước và tổ tiên
chúng ta, người Việt cổ ñã có các biện pháp chống xói mòn ñất có hiệu quả,
ñó là xây dựng hệ thống ruộng bậc thang trên ñất dốc. Tuy nhiên, lịch sử
nghiên cứu ñất ñai ở Việt Nam có từ hàng trăm năm nay nhưng công tác
nghiên cứu về xói mòn ñất mới có từ khoảng 4-5 thập kỷ gần ñây. Theo
Nguyễn Quang Mỹ (2005) [3],[6], có thể chia quá trình nghiên cứu xói mòn
ñất ở Việt Nam thành 3 giai ñoạn:
a. Giai ñoạn trước năm 1954
Trong giai ñoạn này, các nghiên cứu về xói mòn ñất hầu như không có
công trình nào. Tuy nhiên thực tế vẫn có hàng loạt các công trình chống xói
mòn ñất ñược xây dựng từ kinh nghiệm sản xuất của người nông dân như
dựng các công trình trên ñất dốc bằng gỗ chắn, xây dựng ruộng bậc thang của
cộng ñồng dân cư dân tộc H'Mông, Dao
b. Giai ñoạn từ 1954-1975
Các nghiên cứu về xói mòn ñất chủ yếu là tiến hành bằng các phương
pháp ñơn giản và trực quan như ñóng cọc, dùng dây dọi hoặc mô tả.
Nhìn chung, các công trình ñã giải quyết ñược nhiều vấn ñề nghiên cứu
về chống xói mòn ñất, tuy nhiên tính ñịnh lượng chưa cao.
c. Giai ñoạn từ sau năm 1975
Trong giai ñoạn này, một số trạm quan trắc nghiên cứu chống xói mòn
ñất ñã ñược xây dựng như: trạm nghiên cứu xói mòn ñất khu vực Tây Nguyên
ñặt tại tỉnh Gia Lai xây dựng năm 1976; trạm nghiên cứu xói mòn ñất tại tỉnh
Thái Nguyên; trạm nghiên cứu xói mòn ñất tại Hữu Lũng, Lạng Sơn; trạm
nghiên cứu xói mòn ñất Ekmat (Buôn Ma Thuột).
Các trạm quan trắc trên ñây cùng với các chương trình nghiên cứu tổng
hợp Tây Nguyên I (1976 – 1980), Tây Nguyên II (1980 – 1985), các chương
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
9

trình nghiên cứu Tây Bắc ñã thu thập ñược số liệu thực tế, mở ñầu cho thời kỳ
nghiên cứu xói mòn ñất ñịnh lượng và ñưa ra một số biện pháp chống xói
mòn ñất thích hợp.
Các nghiên cứu về xói mòn vẫn là sự tiếp tục phát triển các hướng
nghiên cứu truyền thống, trong ñó phổ biến nhất là sử dụng phương trình mất
ñất tổng quát USLE (Wishmeier và Smith, 1978) ñể ñánh giá lượng ñất mất.
Trong những năm gần ñây, với sự phát triển mạnh mẽ của hệ thống
thông tin ñịa lý, một số nhà nghiên cứu Việt Nam cũng ñã thử giải quyết bài
toán xói mòn bằng cách mô hình hóa kết hợp với phương trình mất ñất tổng
quát USLE. ðiển hình cho các nghiên cứu này là tập thể các tác giả Trần Văn
Ý, Nguyễn Quang Mỹ và Nguyễn Văn Nhung. Các tác giả ñã sử dụng hệ
thống thông tin ñịa lý xây dựng bản ñồ xói mòn tiềm năng Việt Nam tỷ lệ
1 : 1.000.000 và ñưa ra kết luận xói mòn tiềm năng ở Việt Nam nhìn chung
phụ thuộc nhiều vào hình thái ñịa hình hơn là cường ñộ và chế ñộ mưa [7].
Bản ñồ có thể sử dụng như một công cụ ñể ñiều hành vĩ mô các chương trình
phát triển kinh tế xã hội. Tuy nhiên kết quả nghiên cứu chưa cho chúng ta
thấy toàn cảnh về xói mòn thực sự của khu vực. ðây mới chỉ là kết quả xói
mòn tiềm năng, trên thực tế phải nghiên cứu thêm ảnh hưởng của lớp phủ
thực vật và các hoạt ñộng sản xuất của con người tới xói mòn.
2.3. Các phương pháp chẩn ñoán và xác ñịnh xói mòn
Theo các nghiên cứu về xói mòn của các nhà khoa học thì tùy theo từng
ñiều kiện và yêu cầu ñặt ra mà có các phương pháp nghiên cứu khác nhau.
Có 2 phương pháp cơ bản ñể ñánh giá xác ñịnh xói mòn ñó là: ðịnh
lượng xói mòn bằng thực nghiệm và phương pháp chuẩn ñoán xói mòn bằng
mô hình toán học.
2.3.1. ðịnh lượng xói mòn bằng thực nghiệm.
ðể tính toán ñịnh lượng xói mòn ñất các nhà khoa học ñã ñưa ra nhiều
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
10

phương pháp khảo sát thực ñịa. Các phương pháp theo dõi thực ñịa cho phép
xác ñịnh lượng mất ñất cụ thể trên một mô hình có các ñiều kiện nhất ñịnh.
Kết quả của các phương pháp này cho phép xác ñịnh lượng mất ñất cụ thể.
Hạn chế của phương pháp này là không thể dự báo ñược lượng mất cũng như
xác ñịnh ñược sự cần thiết của các biện pháp phòng chống xói mòn. Hạn chế
này nảy sinh là do các yếu tố tác ñộng ñến xói mòn mang tính ñịnh tính và hết
sức phức tạp, các yếu tố luôn thay ñổi và quan hệ chặt chẽ với nhau.
+ Phương pháp phẫu diện.
Phương pháp này do Zakharov (1981) [8] ñưa ra dựa trên cơ sở các khu
vực có hình thái ñịa lý khác nhau, trong ñiều kiện không xảy ra hiện tượng
xói mòn thì các tầng ñất có ñộ dày tương ñối ổn ñịnh. Khi quá trình xói mòn
xảy ra thì ñộ dày các tầng sẽ thay ñổi cụ thể là ñộ dày của tầng ñất mặt sẽ
giảm ñi, nếu quá trình xói mòn kéo dài thì các tầng kế tiếp cũng bị xói mòn và
tầng dày của các tầng ñất này cũng giảm ñi.
Việc xác ñịnh mức ñộ xói mòn ñược tiến hành bằng cách so sánh các
mô hình chưa bị xói mòn với các mô hình xảy ra hiện tượng xói mòn. ðể có
thể so sánh và xác ñịnh ñược mức ñộ xói mòn thì các mô hình này phải có các
ñiều kiện tương ñồng.
Trong thực tế khi các ñiều kiện khí hậu, ñất ñai và thảm thực vật ở ñiều
kiện cân bằng thì xảy ra hiện tượng xói mòn ñịa chất, nó cân bằng với quá
trình thành tạo ñất, do vậy trong cùng một ñiều kiện thì ta có thể coi các tầng
ñất có tầng dày ổn ñịnh. Khi hoạt ñộng sản xuất nông nghiệp con người tác
ñộng ñến bề mặt ñất lúc ñó xảy ra hiện tượng xói mòn gia tốc, ñộ sâu bào
mòn trung bình tính ñược chính là ñộ sâu bào mòn tính từ khi có hoạt ñộng
của con người nên bề mặt ñất ñến thời ñiểm nghiên cứu. Xác ñịnh ñược thời
gian từ lúc xảy ra hiện tượng xói mòn ñến thời ñiểm nghiên cứu thì có thể tính
ñược lượng mất ñất trung bình trong một ñơn vị thời gian trên một ñơn vị
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp

11


diện tích do xói mòn gây nên.
Nhược ñiểm của phương pháp này là ñộ chính xác không cao, ñể xác
ñịnh chính xác lượng mất ñất cần phải ñịnh vị ñược những vị trí không bị xói
mòn, không bị bồi lắng và ñồng thời phải xác ñịnh ñược thời ñiểm bắt ñầu
trồng trọt. ðiều này trong thực tế là hết sức khó khăn. ðể khắc phục nhược
ñiểm này khi áp dụng ñối với khu vực có làm ñất người ta tính từ thời ñiểm
làm ñất sau cùng và xác ñịnh ñộ bào mòn của tầng ñất cày.
Tuy vậy phương pháp này có thể ñánh giá tổng quát về hiện tượng xói
mòn trên khu vực nghiên cứu, từ ñó xác ñịnh ñược phương pháp nghiên cứu
xói mòn ñất chính xác hơn.
+ Phương pháp ñóng cọc:
Phương pháp ñóng cọc ñược sử dụng ở các vùng xa các trung tâm
nghiên cứu, ñiều kiện xây dựng các trạm nghiên cứu khó khăn, việc thu thập
các số liệu không thường xuyên, các cọc ñược ñóng trước mùa mưa, số lượng
cọc tùy theo quy mô khu vực nghiên cứu. Cọc ñược sử dụng như sau: trên
chiều dài sườn dốc bố trí hệ thống cọc ở 3 vị trí ñỉnh dốc, sườn dốc và chân
dốc, ñiểm ñặt cọc ở chân dốc phải ở vị trí không bị xói mòn và cũng không bị
bồi tụ lắng ñọng. Sau từng thời gian nhất ñịnh ño ñộ sâu bị bào mòn (so với
thời ñiểm ñóng cọc) với kết quả của cọc ñóng trên ñỉnh, và ở sườn. theo
C.Geason và Stanev (Hồ Kiệt 2000) thì ta có thể tính ñộ sâu trung bình của
quá trình bào mòn bằng cách: Gọi kết quả cọc ñóng ở ñỉnh có ñộ sâu bào mòn
là Hd và cọc ñóng ở sườn có ñộ sâu là Hs ta có công thức tính ñộ sâu trung
bình: 0,5(Hs + Hd)
Hạn chế của phương pháp này là hệ thống cọc ñóng hay bị thất lạc, thời
gian theo dõi kéo dài, cọc ñóng ảnh hưởng tới các tính chất vật lý của nơi ñóng
cọc, bản thân cọc làm ảnh hưởng ñến dòng chảy, khi xác ñịnh ñộ sâu bào mòn
chủ yếu dùng thước ño và bằng mắt thường cho nên ñộ chính xác của lượng ñất

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
12


mất ñược xác ñịnh là không cao. Tuy nhiên phương pháp này vẫn dùng ở
những nơi không thể áp dụng các phương pháp nghiên cứu khác.
+ Phương pháp ño bộ rễ thực vật.
Phương pháp này ñược các nhà khoa học Châu Âu và Châu Phi áp
dụng. Cơ sở của phương pháp này là khi bị bào mòn rửa trôi rễ thực vật vẫn ở
ñộ cao nhất ñịnh và như vậy cổ rễ thực vật sẽ nổi lên trên mặt ñất. Xác ñịnh
thời ñiểm từ lúc trồng ñến thời ñiểm nghiên cứu ta xác ñịnh ñược mức ñộ xói
mòn trong khoảng thời gian ñó và tính ñược lượng ñất bị bào mòn hàng năm.
Phương pháp này có ñộ chính xác không cao nhưng dễ áp dụng không
ñòi hỏi phương tiện nghiên cứu phức tạp.
+ Phương pháp thu hứng (Fleming – 1981) [11]
Phương pháp này ñược áp dụng nhiều ở Mỹ, Châu á Ở Việt Nam
nhóm các nhà nghiên cứu do Nguyễn Quang Mỹ, Quách Cao Yềm, Hoàng
Xuân Cơ (ðại học Tổng Hợp Hà Nội) với công trình "Nghiên cứu xói mòn và
thử nghiệm một số biện pháp chống xói mòn ñất nông nghiệp Tây Nguyên"
ñã sử dụng ñể nghiên cứu xói mòn ñất tại Tây Nguyên.
Phương pháp này ñược thực hiện như sau: Trên diện tích ñất nhất ñịnh,
ñược cô lập không bị ảnh hưởng của dòng chảy và vật chất xói mòn từ xung
quanh, có thể dùng bờ ngăn hay rãnh ngăn, Phía cuối ô ñất ñặt bộ phận thu
ñất. sau khoảng thời gian nhất ñịnh thì thu lượng bồi lắng và ñem cân, qua ñó
sẽ tính toán ñược lượng ñất bị xói mòn trên một ñơn vị diện tích. ðể thực hiện
ñược phương pháp thu hứng này ta có thể tiến hành theo 2 cách.
- Cách 1: Thu toàn bộ:
Suốt cả bề rộng của khoảng nghiên cứu ñào một ñoạn rãnh, lót nilông,
phía dưới ñóng các cọc rỗng ñể thoát nước. ðem lượng ñất thu ñược cân toàn
bộ. Cách này ñòi hỏi mất nhiều công sức nhưng cách tiến hành, ñiều kiện và

thiết bị nghiên cứu không ñòi hỏi phức tạp
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
13


- Cách 2: Thu một phần ñất bị xói mòn:
Cách này về nguyên tắc tương tự như phương pháp thu toàn bộ. Tuy
nhiên lượng nước (bao gồm cả ñất bị xói mòn) ñược trộn ñều và dẫn ñến dụng
cụ chia nước thành các phần bằng nhau, sao cho ñại diện cho lượng nước toàn
bộ, sau ñó ñưa vào bộ phận thu nước.
Lượng nước thu ñược ñể lắng, lấy phần lắng ñọng ñem xác ñịnh khối
lượng, từ ñó tính toán ñược toàn bộ lượng ñất bị xói mòn trong ô nghiên cứu
và tính ñược lượng ñất bị xói mòn trên một ñơn vị diện tích trong thời gian
nghiên cứu.
Phương pháp xác ñịnh xói mòn bằng cách thu ñất bị rửa trôi cho kết
quả chính xác, ñánh giá ñược lượng ñất mất do tất cả các dạng xói mòn do
nước. Tuy nhiên phương pháp này ñòi hỏi nhiều công ñoạn phức tạp và trang
thiết bị ñắt tiền, do vậy phương pháp này thường sử dụng ñể phục vụ cho việc
nghiên cứu, thiết lập các tham số hay các phương trình, mô hình chẩn ñoán
xói mòn
+ Phương pháp nghiên cứu xói mòn bằng các nguyên tố Urani và
Thori
Bản chất của phương pháp này là nghiên cứ xói mòn theo quan ñiểm
ñịa hóa học, cho rằng hàm lượng Urani và Thori cũng như các nguyên tố khác
ñều ñược giải phóng trong quá trình phá hủy xói mòn và sau khi so sánh hàm
lượng của chúng ở những mẫu trước và sau khi bị xói mòn có thể xác ñịnh
ñược lượng ñất mất bị xói mòn. Nordeman (1977) ñã ñưa ra công thức tính
tốc ñộ xói mòn như sau:
Q = Ee.D – Ep.P (2.1)
Trong ñó

Q: Khối lượng của mỗi nguyên tố hòa tan do tác ñộng vào ñá.
Ee: Hàm lượng của nguyên tố hòa tan trong sông.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
14


Ep: Hàm lượng của nguyên tố trong nước mưa.
D: Lưu lượng sông.
P: Lượng mưa hàng năm.
Tuy nhiên phép tính tốc ñộ xói mòn dựa trên hàm lượng các nguyên tố
vết chưa thật chính xác vì chưa tính ñến sự mất cân bằng trong phóng xạ của
U
234
/U
238
. Bởi vậy Bernatt năm 1991 ñã hiệu chỉnh phương trình này bằng
hiệu chỉnh hệ số hòa tan K ñược tính như sau:
K = (Ar – As) / (Ae – As) (2.2)
Với Ar: Tỉ lệ U
234
/U
238
trong ñá.
Ae: Tỉ lệ U
234
/U
238
trong nước.
As: Tỉ lệ U
234

/U
238
trong ñất.
Nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới ñã áp dụng phương pháp này có
hiệu quả như: Iyad Al – Gharib nghiên cứu xói mòn ở Amazon và Congo năm
1992, Daniel Mathieu ở Brazil năm 1993… Hạn chế của phương pháp này là
sai số của phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu dễ ảnh hưởng ñến ñộ chính
xác của kết quả.
Qua các nghiên cứu về xói mòn ñất của các nhà khoa học trên thế giới
nhận thấy rằng ñể xác ñịnh xói mòn ñất nếu chỉ dùng các phương pháp ño
thực tế thì kết quả chỉ phản ánh xói mòn trong từng khu vực nhỏ. Việc chuẩn
ñoán lượng ñất bị xói mòn cho tất cả diện tích ñất ñai trong khu vực là không
thể làm ñược, các phương pháp ño thực tế ñòi hỏi phải mất rất nhiều công
nghiên cứu, kinh phí thực hiện và thời gian thường phải kéo dài.Vì vậy trong
thời gian qua các nghiên cứu về xói mòn ñất ñã ñược các nhà khoa học tiếp
cận bằng phương pháp hoàn toàn mới ñó là chuẩn ñoán xói mòn ñất bằng các
mô hình toán học. Các mô hình mô phỏng bằng toán ñược trợ giúp của máy
tính ñã giúp các nhà khoa học có thể nghiên cứu có thể ñịnh lượng và dự báo
chẩn ñoán xói mòn ñược tốt hơn.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
15


2.3.2. Xác ñịnh xói mòn bằng mô hình toán học
Trong thập kỷ 70 của thế kỷ 20 nghiên cứu về xói mòn ñất phát triển rất
mạnh. Sự phát triển của việc nghiên cứu xói mòn ñất có ñược là do các nhà
khoa học ñã dùng các mô hình toán học ñể mô phỏng quá trình xói mòn ñất.
Một số các mô hình toán ñiển hình mô phỏng quá trình xói mòn ñất trên thế
giới ñược các nhà khoa học sử dụng ñó là:
2.3.2.1. Mô hình xói mòn ñất dựa trên cơ sở phương trình mất ñất phổ dụng

(Universal Soil Loss Equation –USLE)
Dựa trên số liệu ñã thu thập tại trung tâm số liệu và các nghiên cứu
trước ñó, Wischmeier, Smith, và những người khác ñã phát triển phương trình
mất ñất phổ dụng (Universal Soil Loss Equation -USLE). Cuốn sách hướng
dẫn nông nghiệp (số 537) mô tả về USLE ñã ñược xuất bản năm 1965 và
ñược tái bản năm 1978. Với sự chấp nhận rộng rãi, USLE ñã trở thành một
công cụ ñánh giá xói mòn mà ñược sử dụng phổ biến tại Mỹ và các nước khác
trên toàn thế giới: Thái Phiên, Nguyễn Tử Siêm (1988) [4], Nguyễn Mười,
Trần Văn Chính, ðỗ Nguyên Hải, Hoàng Văn Mùa, Phạm Thanh Nga, ðào
Châu Thu (2000) [2].
Năm yếu tố chính ñược sử dụng ñể tính toán lượng ñất mất trên một
khu vực cụ thể ñó là: mưa, ñất, thực vật, biện pháp canh tác và biện pháp bảo
vệ ñất. Các giá trị xói mòn phản ánh bởi các yếu tố ñó có thể thay ñổi ñáng kể
do sự biến ñổi của các ñiều kiện thời tiết. Do vậy các giá trị ñạt ñược từ USLE
thể hiện chính xác hơn ñối với trung bình dài hạn , phương trình mất ñất phổ
dụng có dạng như sau:
A =R x K x LS x C x P (2.3)
A - lượng ñất mất bình quân bị xói mòn trong năm.
R - Hệ số xói mòn do mưa. Yếu tố lượng mưa và dòng chảy mặt theo
vị trí ñịa lý. Cường ñộ và thời gian mưa bão càng lớn thì tiềm năng xói mòn
càng cao.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
16


K - Hệ số kháng xói của ñất. ðó là lượng ñất mất trung bình theo ñơn
vị diện tích cho một loại ñất cụ thể. K là ñơn vị ño ñộ nhạy của các hạt ñất
tách rời và vận chuyển bởi mưa và dòng chảy mặt. Kết cấu là yếu tố chính
ảnh hưởng ñến K, chứ không phải là cấu trúc, vật chất hữu cơ và cũng như
tính chất thấm.

LS - Hệ số ñộ dài - ñộ dốc sườn. Hệ số LS thể hiện tỷ số ñất mất dưới
các ñiều kiện cụ thể mà tại một ñịa bàn với ñộ dốc sườn “chuẩn” (standard)
và ñộ dài sườn xác ñịnh. Sườn càng dài và càng dốc, thì nguy cơ xói mòn
càng cao.
C - hệ số che phủ ñất. Hệ số này ñược sử dụng ñể xác ñịnh ảnh hưởng
tương ñối của ñộ che phủ ñất trong sự ngăn ngừa mất ñất. Hệ số C là một tỷ
số so sánh lượng ñất mất từ ñồng ruộng với lượng ñất mất tương ứng của ñất
bỏ hóa cách năm. Hệ số C có thể xác ñịnh bởi việc lựa chọn kiểu canh tác và
phương pháp canh tác .
P - Hệ số biện pháp canh tác. Hệ số này phản ánh ảnh hưởng của các
hoạt ñộng con người sẽ làm giảm khối lượng và tốc ñộ của nước bề mặt và do
vậy làm giảm khối lượng xói mòn. Hệ số P thể hiện tỷ số của lượng ñất mất ñi
bởi các biện pháp canh tác.
2.3.2.2. Mô hình xói mòn ñất châu âu( EUROSEM)
Mô hình xói mòn ñất Châu Âu (EUROSEM- The European Soil
Erosion Model) ñược phát triển từ trường ðại học Cranfield, ðại học
Lancaster dưới sự tài trợ của liên minh Châu Âu vào ñầu thập niên 90 [17].
Mô hình này dựa trên khái niệm về mô hình hoá các pha tách và vận chuyển
của các hạt ñất, và sau ñó quá trình xói mòn dựa trên cơ sở của những giả
ñịnh ñó. Nó mô phỏng một hiện tượng xói mòn ñối với các lưu vực nhỏ. Mô
hình sử dụng các mô tả vật lý ñể mô tả quá trình xói mòn ñất và thể hiện trạng
thái ñộng nhất.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
17


2.3.2.3. Mô hình WEPP: là kết quả của dự án dự báo xói mòn ñất do nước
(Water Erosion Prediction Project) của Phòng nghiên cứu thí nghiệm quốc gia
về ñất của Mỹ (National (USA) Soil Erosion Research Laboratory) [16].
"WEPP là một quá trình, mô phỏng một cách liên tục, và là một mô

hình dự báo xói mòn ñược sử dụng cho các máy tính cá nhân. Nó có thể ứng
dụng cho các quá trình xói mòn sườn ñồi (xói mòn dạng tấm và xói mòn rãnh),
cũng như mô phỏng các quá trình thuỷ văn và xói mòn trên các lưu vực nhỏ"
Mô hình WEPP thể hiện một công nghệ mới về dự báo xói mòn dựa
trên cơ sở khí hậu, lý thuyết thấm, thuỷ văn, cơ lý ñất, khoa học về cây trồng,
thuỷ lực học và cơ học về xói mòn. Mô hình có nhiều ñiểm thuận lợi. Các
thuận lợi nổi bật bao gồm khả năng ước lượng sự phân bố về lượng ñất mất ñi
do xói mòn theo thời gian và không gian (lượng ñất thực sự mất ñi của toàn
bộ sườn dốc hoặc ñối với mỗi ñiểm trên một tuyến sườn dốc có thể ñược ước
tính theo ngày, tháng hoặc trung bình năm).
2.3.2.4. Mô hình xói mòn sườn
Mô hình xói mòn sườn (Hillslope Erosion Model) xuất phát từ Cục
nông Nghiệp – Trung tâm dịch vụ nông nghiệp, trung tâm nghiên cứu lưu vực
Tây nam tại Tucson, Arizona [15].
"Các chiều dài ñoạn sườn dốc, ñộ dốc, % thảm phủ bởi lá cây, % thảm
phủ bề mặt ñất, thể tích dòng chảy mặt và giá trị hệ số xói mòn ñất cho trước,
mô hình sẽ mô phỏng quá trình xói mòn dọc theo sườn và sẽ trả lại thể tích
dòng chảy mặt, lượng trầm tích ñạt ñược, lượng ñất xói mòn do rãnh xói,
lượng ñất bồi tụ rãnh xói và ñộ tập trung trung bình của trầm tích trong các
dòng ñất ñá ñối với mỗi ñoạn sườn"
Các mô hình trên ñã phần nào giải quyết bài toán tính xói mòn cho từng
vùng, mỗi vùng cần lựa chọn một mô hình thích hợp. Tuy nhiên các mô hình
này còn có nhiều hạn chế sau:
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
18


- Không tính ñược lượng trầm tích.
- Không tính ñến lượng ñất mất ñi khác mà có thể xuất hiện do rãnh xói
lớn (gully erosion)

- Không ñưa ra các phương pháp tính xói mòn với những cơn mưa ngắn
và ñột xuất với cường ñộ thấp.
2.3.2.5. Mô hình RUSLE
ðể tăng cường khả năng dự báo và tính toán xói mòn ñất, khắc phục
các hạn chế mà mô hình USLE và một số mô hình trước ñây ñã sử dụng, các
nhà nghiên cứu về xói mòn ñất tiến hành xây dựng hoàn thiện một số mô hình
tính xói mòn mới có khả năng phân tích, dự báo và tính toán tốt hơn. Mô hình
RUSLE (Phương trình mất ñất phổ dụng biến ñổi (Revised Universal Soil
Loss Equation) là một trong những mô hình như vậy. RUSLE hướng tới việc
cung cấp cách tính lượng mất ñất một cách chính xác nhất mà không cần quan
tâm giá trị mới so sánh với giá trị cũ như thế nào.
Các ưu ñiểm mà Mô hình RUSLE (Phương trình mất ñất phổ dụng biến
ñổi -Revised Universal Soil Loss Equation) có ñược là:
- Phương trình mất ñất phổ dụng hiệu chỉnh (RUSLE) phân tích số liệu
mới mà các mô hình trước ñây không có.
- Cách tính trong phương trình RUSLE có phạm vi bao quát rộng hơn
USLE và chương trình máy tính cũng dễ sử dụng hơn.
Phương trình mất ñất phổ dụng biến ñổi RUSLE: Revised Universal Soil Loss
Equation là kết quả nghiên cứu của phòng thí nghiệm trầm tích quốc gia thuộc
Cục nông Nghiệp - Trung tâm dịch vụ nông nghiệp Mỹ (USDA-ARS) [18].
RUSLE ñược sử dụng rộng rãi ở Mỹ, trong ñó các hiệu chỉnh cẩn thận
ñược tiến hành trên các loạt ñất, các pha, các biện pháp bảo tồn và quản lý
ñất, và các loại hình sử dụng ñất. Nó chịu tác ñộng từ những hạn chế cơ bản
của mô hình số nhân, vì vậy bất cứ lỗi nào trong các thông số ước tính ñều
phóng ñại lên nhiều lần trong dự báo.