ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ

ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 1
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề
Lưu vực con Cần Lê với nhiệm vụ cung cấp nước sinh hoạt và tưới tiêu cho 2
huyện: Lộc Ninh và Bình Long của tỉnh Bình Phước có chức năng bảo vệ, bồi lắng và làm
sạch nước. Tuy nhiên, với địa hình tương đối phức tạp, địa hình lồi lõm, tiêu biểu cho
vùng đất dốc: nơi dốc nhiều, nơi dốc trung bình, có thung lũng và đồng bằng, ngoài ra địa
hình còn bị chia cắt bởi mạng lưới sông ngòi dày đặc. Đây sẽ là điều kiện để xói mòn phát
triển mạnh mẽ.
Ngày nay, với sự khai thác quá mức nguồn tài nguyên đất đai làm cho xói mòn ngày
càng gia tăng, ảnh hưởng đến năng suất cây trồng, giảm thu nhập, tác động đến kinh tế và
đời sống của người dân. Chính vì thế, việc định lượng xói mòn đất là cơ sở cho việc sử
dụng hợp lí và bảo vệ tài nguyên đất.
Chỉ thị số 15/TTg ngày 11/1/1964 của phủ thủ tướng về: “chống xói mòn, giữ đất, giữ
màu, giữ nước” đã thể hiện mức độ quan trọng trong việc bảo vệ tài nguyên đất.Tuy nhiên
hiện tại những kết quả đạt được chưa thực sự hiệu quả bởi các biện pháp phòng chống xói
mòn chỉ mang tính chất dàn trải, không có tính tập trung theo từng khu vực cụ thể, làm
hao tốn thời gian và tiền bạc.
Công nghệ GIS với những ưu điểm trong chức năng xử lý, nội suy, mô hình hóa mà cụ
thể là sự hỗ trợ về tính độ dốc địa hình, hướng sườn dốc, là những yếu tố quan trọng
trong việc giải quyết các bài toán về xói mòn.
Chính vì thế, đề tài: “Ứng dụng gis trong việc định lượng xói mòn tiềm năng và xói
mòn hiện trạng lưu vực con Cần Lê” được thực hiện.
1.2 Mục tiêu đề tài:
1.2.1 Mục tiêu chung:
- Định lượng xói mòn tiềm năng và hiện trạng lưu vực con Cần Lê.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể:
- Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xói mòn đất để tìm ra các hệ số xói mòn

thích hợp.
- Phân tích GIS để định lượng xói mòn tiềm năng và xói mòn hiện trạng lưu vực con
Cần Lê.
- Thành lập bản đồ xói mòn tiềm năng và xói mòn hiện trạng lưu vực con Cần Lê.
1.3 Giới hạn đề tài:
1.3.1 Về nội dung:
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 2
Đề tài chỉ xét tác nhân gây xói mòn chủ yếu là xói mòn do nước, không xét đến yếu tố
xói mòn do gió. Với xói mòn do nước không xét phần đất mất đi do sạt lở bờ sông,
suối mà chỉ xét đến tác động của dòng nước do mưa gây ra trên bề mặt đất.
1.3.2 Về không gian: Lưu vực con Cần Lê.
1.3.3 Thời gian thực hiện: Thực hiện trong 6 tháng
1.4 Nội dung thực hiện được
- Dựa vào các mục tiêu nghiên cứu nêu trên, đề tài tập trung nghiên cứu các vấn đề sau:
Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết: tìm hiểu các định nghĩa xói mòn, các yếu tố ảnh
hưởng đến xói mòn, tình hình nghiên cứu xói mòn trên Thế Giới và Việt Nam, các mô
hình tính toán xói mòn, tìm hiểu về công nghệ GIS, các ứng dụng GIS trong việc xác
định hiện trạng xói mòn.
- Tìm hiểu, đánh giá các yếu tố tự nhiên và kinh tế xã hội tham gia vào bài toán định
lượng xói mòn lưu vực con Cần Lê.
- Xây dựng mô hình định lượng xói mòn lưu vực con Cần Lê bằng công nghệ GIS.
1.5 Phương pháp thực hiện
- Xây dựng bản đồ chiều dài sườn và chỉ số LS bằng phương pháp GIS.
- Xây dựng chỉ số K theo biểu đồ của Wischmeier và nhóm,1971.
- Xây dựng chỉ số R theo công thức của GS. Nguyễn Trọng Hà.
- Xây dựng chỉ số C tham khảo các chỉ số C tương ứng của Wishmeier và Smith, 1978.
- Phương pháp đánh gía sự mất đất của Wischmeier and Smith 1978 ( A=R x K x LS x C x P)
kết hợp với GIS (Chồng lóp số học).

1.6 Kết quả dự kiến:
- Định lượng xói mòn tiềm năng và xói mòn hiện trạng
- Thành lập bản đồ xói mòn tiềm năng và xói mòn hiện trạng lưu vực con Cần Lê











ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 3
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
2.1.1 Điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên
a. Vị trí địa lý:
Hình 2.1: Bản đồ vị trí địa lý lưu vực con Cần Lê

Lưu vực con Cần Lê thuộc lưu vực Sài Gòn – Sông Bé, nằm trên hai huyện Bình Long
và Lộc Ninh của tỉnh Bình Phước.
Tổng diện tích lưu vực con Cần Lê 41140 ha, các đơn vị hành chính nằm trong lưu
vực, Huyện Lộc Ninh bao gồm các xã: Lộc Thiện, Lộc Thanh, Lộc Hưng, Lộc Khánh,
Lộc Thuận, Lộc Thái, Lộc Diễn, Lộc Tấn và , thị trấn Lộc Ninh. Huyện Bình Long bao
gồm các xã : An Phú, Thanh Lương, An Khương, Thanh Phú.

b. Địa hình
Hình2 .2: Địa hình lưu vực con Cần Lê
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 4


Địa hình lưu vực con Cần Lê tương đối phức tạp, địa hình lồi lõm, tiêu biểu cho
vùng đất dốc: nơi dốc nhiều, nơi dốc trung bình, có thung lũng và đồng bằng, ngoài ra
địa hình còn bị chia cắt bởi mạng lưới sông ngòi dày đặc. Độ cao giao động trong
khoảng từ 20m cho đến 210 m, so với mực nước biển. Địa hình có sự thay đổi thấp
dần từ Đông sang Tây, phía Tây Nam là đồng bằng với độ cao trung bình từ 20 m đến
80 m, phía Bắc và Đông Bắc là địa hình lượn sóng có độ cao trung bình từ 100m đến
200m (vùng đồi bát úp).
c. Địa chất.
Tỉnh Bình Phước được cấu thành bởi nhiều thành tạo địa chất khác nhau: các loại
đá macma, đá bazan, đá biến chất (sa phiến thạch, cát kết), trầm tích phù sa, phù sa
mới…









ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 5

d. Đất đai
Bảng2.1: thống kê đất đai trên lưu vực con Cần Lê
Tên đất Diện tích STT

Ký
hiệu
Việt Nam WRB’1998 (ha) (%)
1
NHÓM ĐẤT XÁM
2 đất xám trên phù sa cổ
3 đất xám gley trên phù sa cổ


1 Arenic Acrisols
2 Gleyic Acrisols
3981.8001
3921.8266
59.9735
9.7

2
NHÓM ĐẤT ĐEN
4 Đất nâu thẫm trên bazan


3. Chromic Luvisols

686.1532
686.1532
1.7

3
NHÓM ĐẤT ĐỎ VÀNG
5 Đất nâu đỏ trên Bazan
6 Đất nâu vàng trên Bazan
7 Đất vàng nâu trên phù sacổ

4. Rhodic Ferrasols
5. Xanthic Ferrasols
6. Chromic Acrisols
34777.9986

14861.2230

6191.9017
13724.8739

84
4
NHÓM ĐẤT DỐC TỤ
12 đất dốc tụ trên Bazan

12. Cumuli Orchric
Gleysols

1534.1149

3.7
5 NHÓM SÔNG SUỐI

(Nguồn: Phân viện khoa học công nghệ Việt Nam)

Lưu vực Cần Lê tồn tại 4 nhóm đất chính: nhóm đất xám, nhóm đất đen, nhóm đất đỏ
vàng, nhóm đất dốc tụ. mỗi loại đất có cấu trúc và đặc tính khác nhau, sau đây đề tài đi
sâu tìm hiểu về từng loại đất:
- Nhóm đất xám ( Đất xám trên phù sa cổ, đất xám gley trên phù sa cổ):
Nhóm đất này có tổng diện tích là 3981.8001 ha, chiếm 9.7% diện tích toàn lưu
vực. Nhóm đất xám có thành phần cơ giới nhẹ, tỷ lệ cát cao 40- 65%, nên giữ được
nước, phân bón kém, nghèo dinh dưỡng. Đất có tính chua mạnh, hàm lượng mùn
không cao, không có đặc tính sắt, không có tích tụ loang lổ từ mặt đất xuống 125 cm.
Không có đặc tính độ sâu xuống 100 cm.
Nhóm đất này phân bố chủ yếu ở trung tâm và phía Tây Nam của lưu vực.
- Nhóm đất đỏ vàng ( Đất nâu đỏ trên Bazan, Đất nâu vàng trên Bazan, Đất vàng nâu
trên phù sa cổ) :
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 6
Nhóm đất này có diện tích lớn nhất 34777.9986 ha, chiếm 84% diện tích toàn lưu
vực.nhóm đất này có hàm lượng mùn thấp và giảm theo độ sâu. Đất có cấu trúc viên
hạt nhỏ không có tích tụ sắt loang lổ, mức độ phong hóa mạnh, đất sâu, dày, có nơi
khoảng vài chục mét, chua, độ bão hòa kiềm thấp, phân giải hữu cơ mạnh. Có quá
trình tích lũy Fe và Al.
Loại đất này phân bố hầu hết lưu vực.
- Nhóm đất dốc tụ
Nhóm đất này có diện tích khá ít, có 1534.1149 ha, chiếm 3.7% diện tích toàn lưu
vực. Nhóm đất này có chất lượng kém, có thể phát triển trên loại đất này một số loại cây
như điều, sắn.
- Nhóm đất đen ( Đất nâu thẫm trên bazan):
Có diện tích nhỏ nhất,, 686.1532 ha, chiếm 1,7 % diện tích toàn lưu vực. loại đất
này nhiều mùn, đạm, lân, nghèo kali. Loại đất này thành tạo từ đá bazan, đá phiến sét,
có thành phần cơ giới nặng, tỷ lệ sét vật lý 35- 55% nên giữ được nước và phân tốt.

e. Khí hậu
Khí hậu lưu vực Cần Lê mang đặc tính chung của cả tỉnh Bình Phước, có đặc điểm
khí hậu nhiệt đới gió mùa. Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11 năm sau, mùa khô từ
tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Căn cứ vào các trạm Đồng Phú và Phước Long chế độ khí
hậu Bình Phước được phân bố như sau:
Bảng 2.2: Một số chỉ tiêu khí hậu tỉnh Bình Phước năm 2006
STT Chỉ tiêu Trạm Đồng Phú Trạm Phước Long
1
Nhiệt độ(
0
C)
- Nhiệt độ bình quân cả năm
- Nhiệt độ tháng thấp nhất
- Nhiệt độ tháng cao nhất

26.8
25.8
28.0

26.3
25.1
27.3
2
Tổng tích ôn(
0
C/ năm)
9.288 9.03
3
Số giờ nắng (h)
- Số giờ nắng cả năm

- Số giờ nắng tháng thấp nhất
- Số giờ nắng tháng cao nhất

3028
35.0
575.0

2512
126
261

Lượng mưa (mm)
- Lượng mưa tháng thấp nhất

3.8

00
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 7
- Lượng mưa tháng cao nhất
- Số ngày mưa bình quân/năm
256
138
747
141

Lượng bốc hơi (mm)
Bình quân cả năm

1447

1113

Độ ẩm không khí (%)
- Độ ẩm bình quân cả năm
- Độ ẩm tháng thấp nhất
- Độ ẩm tháng cao nhất

81.6
71
90

79.5
67
90

Nguồn: Trạm quan trắc khí tượng thủy văn đồng phú tỉnh Bình Phước

Căn cứ vào bảng trên đề tài nhận thấy nhiệt độ bình quân hàng năm toàn tỉnh là
khá cao. Lượng mưa bình quân cả năm phân bố trên toàn tỉnh Bình Phước thuộc loại cao.
Tại lưu vực Cần Lê có 3 giá trị mưa : 1800 mm, 2000 mm, 2200mm, mưa thường tập
trung nhiều phía bắc và đông bắc của lưu vực (nơi có độ cao và độ dốc khá lớn).

Hình2.3 : Phân vùng lượng mưa lưu
vực con Cần Lê



f. Nước
Lưu vực Cần Lê có hệ thống sông ngòi kênh rạch khá dày đặc, một số sông lớn chảy
qua lưu vực như: Sông Bé là một nhánh lớn của sông Đồng Nai, bắt nguồn từ cao nguyên
Đắc Lắc chảy qua.
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 8

2.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội
Đề tài xét đến đến hai yếu tố là: Hiện trạng sử dụng đất và biện pháp canh tác đất
Hình 2.4: Hiện trạng sử dụng đất lưu vực con Cần Lê

Hiện trạng sử dụng đất của lưu vực con Cần Lê tương đối đa dạng, có 8 loại hình
sử dụng đất Trong đó trảng cây bụi chiếm tới 50% diện tích toàn lưu vực tiếp theo đến
diện tích Rừng tự nhiên giàu và trung bình chiếm 26 % diện tích toàn lưu vực. tiếp đó Đất
thổ cư và đất chuyên rau màu và cây công nghiệp ngắn ngày 7%, ngoài ra còn một số loại
hình sử dụng như đất chuyên màu, đất chuyên lúa, rừng nghèo.
Đối với yếu tố biện pháp canh tác đât, do không đủ số liệu nên đề tài không nêu ra ở
đây.

2.2 XÓI MÒN ĐẤT
2.2.1 Định nghĩa xói mòn đất
Có nhiều định nghĩa, tùy theo sự tiếp cận của đối tượng:
- Theo FAO (1999): “Xói mòn là hiện tượng các phần tử mảnh, cục và có khi cả lớp bề
mặt đất bị bào mòn, cuốn trôi do sức gió và sức nước.”
2

ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 9
- Theo định nghĩa của viện sĩ L.I.Paraxôlốp thì xói mòn đất cần phải hiểu là: “những
hiện tượng phá hủy và cuốn theo đất cũng như các quặng xốp bằng dòng nước và gió
thể hiện dưới nhiều hình thức và rất phổ biến”.
10

- Theo Epiderma, Veyret, 1998: “Xói mòn là tất cả các quá trình liên quan đến góp
phần ăn mòn bề mặt đất”

2

Như vậy xói mòn đất được hiểu là: xói mòn đất là quá trình phá hủy lớp thổ nhưỡng
(bao gồm phá hủy thành phần cơ, lí, hóa, chất dinh dưỡng…của đất dưới tác động của
các yếu tố tự nhiên và kinh tế xã hội, làm giảm chất lượng đất và ảnh hưởng đến đời
sống kinh tế xã hội.
2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự xói mòn đất.
1, 2, 9, 10

a. Mưa
Xói mòn do mưa là kết quả tác động trực tiếp của nhiều nhân tố phức tạp như:
- Nước mưa: Nước mưa giữ vai trò chủ yếu tác động trực tiếp đến nguyên nhân xói mòn
do nước vì nước mưa tạo ra dòng chảy trên bề mặt hoặc các dòng chảy trên các sườn
dốc.
- Dòng chảy: dòng chảy bề mặt càng lớn thì tổn thất về đất do xói mòn càng mạnh và
ngược lại
Mặc dù nước mưa là yếu tố gây ra xói mòn, song nó lại làm giảm xói mòn gió do nó
làm cho đất ướt, làm các hạt đất dính bết vào nhau và làm thực vật phát triển, thực vật gắn
đất chặt thêm và bảo vệ đất khỏi bay.
b. Gió
“Lực phá hủy của gió có khả năng phá hủy ở tất cả các điều kiện khí hậu, đặc biệt
mạnh ở nhũng vùng khô có thảm thực vật thưa.” (Kh.Bennett)
10
Sức gió mặt đất cũng đóng một vai trò đặc biệt quan trọng, bởi lẽ chính tốc độ đó đã
xác định sự chuyển động và nhấc bổng các hạt đất vào không khí.
c. Độ dốc
Đất có độ dốc lớn dễ bị xói mòn hơn đất bằng phẳng vì các yếu tố tạo xói mòn
như: sự bắn tóe đất, sự xói rửa bề mặt, sự lắng đọng, và di chuyển khối tác động lớn hơn
trên dốc có độ dốc cao
Ngoài ảnh hưởng của độ dốc, xói mòn còn phụ thuộc vào chiều dài sườn dốc, hình

dáng dốc, hướng dốc, bề mặt dốc, chiều dài sườn dốc tăng sẽ làm tăng lượng nước chảy
xuống phía dưới của dốc.
Ở Việt Nam, quá trình xói mòn đất bắt đầu phát triển ở độ dốc >3 độ. Trong khi
đó: với 80% diện tích là đồi núi và diện tích đất canh tác trên đất dốc ở nước ta khá lớn
(14380500 ha), trong đó độ dốc từ 3 – 10 độ (2705400 ha), từ 10 – 15 độ ( 5502500 ha),
từ 15 – 25 độ ( 3649100), trên 25 độ ( 2523500 ha). Tuy có điều kiện khí hậu nhiệt đới
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 10
nhưng tỉ lệ rừng che chỉ còn lại 23%. Do đó xói mòn trên đất dốc có điều kiện hoạt động
mạnh.
9
d. Thổ nhưỡng
Mỗi loại đất có tính chất khác nhau, có loại rất dễ bị xói mòn dưới tác dụng của
mưa và dòng chảy. Ngược lại có loại rất bền vững và ít bị xói mòn bởi mưa.
Tầng đất dễ bị xói mòn nhất là lớp đất dày khoảng từ 10 đến 40 cm, tầng đất này
dễ thấm nước nhưng tầng tiếp giáp lại thấm nước kém tạo ra sự phân ly giữa hai tầng đất.
Thành phần cơ giới cũng ảnh hưởng tới xói mòn đất, hạt cát mọn dễ bị tách ra khỏi
khối đất hơn so với hạt bùn, song hạt bùn lại dễ vận chuyển hơn so với hạt cát.
e. Thảm thực vật
Tất cả các loại thực vật đều là yếu tố chống xói mòn rất mạnh, do mỗi loài có một
đặc trưng riêng nên thực vật có ảnh hưởng khác nhau đến quá trình xói mòn. Thực vật
càng tốt và độ dày của nó càng cao thì vai trò bảo vệ đất và giữ nước của nó càng lớn. vai
trò thực vật trong vấn đề hạn chế xói mòn thể hiện ở các vai trò như: Làm giảm lực đập
các hạt mưa lên đất do hạt mưa trước khi rơi xuống đất bị giữu lại trên tán lá cây, bảo vệ
cấu trúc dất không bị phá hủy. Thực vật làm giảm tốc độ gió ở gần bề mặt đất và giữu lại
các hạt đất đang bị cuốn đi
f. Con người
Con người là yếu tố quan trọng nhất trong hoạt động của mình con người tác động
đến thế giới tự nhiên theo hai hướng tích cực và tiêu cực, điều này có thể là nguyên nhân

trực tiếp hay gian tiếp gây lên xói mòn. Những tác động tiêu cực của con người gây xói
mòn như phá hủy rừng, canh tác chưa hợp lý, chăn nuôi gia súc một cách quá đáng trong
thời gian dài

2.2.3 Phân loại xói mòn đất.
1, 2, 9, 10

Dựa vào yếu tố tác nhân gây ra xói mòn đất, người ta phân ra xói mòn do nước và
xói mòn do gió.

a. Xói mòn do nước:
Cơ chế xói mòn do nước.
Do đặc tính xoáy của dòng chảy mà vận tốc của nước ở từng điểm sẽ thay đổi cả
độ lớn lẫn phương hướng. Khi vận tốc dòng chảy lớn, các nguyên liệu (chủ yếu là các hạt
đất) được vận chuyển ở trạng thái treo lơ lửng trong dòng chảy và lăn (đẩy) theo đáy dòng
chảy. Tuy nhiên, còn phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy, độ dốc tại nơi đó và các yếu tố
khác liên quan đến hình dáng, trọng lượng và đặc điểm bề mặt mà hạt chuyển động trên
đó.
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 11
Nếu ở 1 nơi nào đó vận tốc dòng chảy giảm xuống thì bắt đầu quá trình lắng đọng
(tích tụ). Các hạt nặng sẽ lắng đọng trước, sau đó đến lượt các hạt nhỏ. đây chính là
nguồn gốc tạo ra đất phù sa và đá trầm tích.

Các dạng xói mòn do nước
1, 2, 10
- Xói mòn do rửa trôi bề mặt – xói mòn mảng.
Xói mòn mảng là xói mòn từng lớp đất mỏng, xảy ra chủ yếu trên bề mặt bằng
phẳng và độ dốc đều, có nơi thấp, nơi cao, ghồ ghề, bằng phẳng (các đặc tính này có thể

khác nhau ngay cả trong 1 diện tích nhỏ). Dạng xói mòn này thường diễn ra âm thầm vì
lượng đất mất đi nhìn thấy được rất nhỏ và chỉ diễn ra trong 1 thời gian nhất định nên khó
mà nhận biết.
- Rửa trôi bề mặt có rãnh xói – xói mòn dòng
Dạng xói mòn này dễ nhận biết hơn xói mòn do dòng chảy. do bề mặt địa hình không
đồng nhất với nhau: chỗ cao, chỗ thấp, …vì vậy khi mưa xuống, nước mưa tích tụ tạo
thành dòng chảy từ trên cao xuống thấp, hình thành các rãnh nhỏ dẫn nước khi nước di
chuyển xuống dưới dốc và các dòng chảy bề mặt sẽ di chuyển vào các rãnh nhỏ này. Ban
đầu, các rãnh này bị cắt chỉ sâu vài cm, sau đó càng rộng và sâu hơn cho đến khi chúng
cắt sâu vào tầng đất cứng và chặt bên dưới hình thành nên các rãnh lớn.
- Xói mòn khe máng.
Đây là dạng xói mòn xảy ra phổ biến trên toàn cầu. Ban đầu, các rãnh lớn được
hình thành ở nơi có độ dốc thay đổi đột ngột hoặc cuối dốc. Dần dần, các rãnh này lan dần
lên đỉnh dốc và phát triển sâu, rộng hơn sau mỗi cơn mưa. Dưới tác động của nước mưa,
sẽ phá hủy kết cấu đất gây ra sụp đổ cả khối đất to. Vì vậy, các rãnh lớn này dần mở rộng
thành các máng và không thể xóa bỏ bằng các hoạt động canh tác đất như: cày, bừa. )
- Xói mòn do tác động trực tiếp của hạt mưa
Chủ yếu được hình thành do va đập của hạt mưa rơi xuống bề mặt đất phá vỡ các mối
liên kết của đất (các hạt đất bị bắn lên không trung có khi cao đến 1.5 – 2.0m ). các hạt
đất này được dòng nước cuốn đi và hòa nhập vào dòng chảy.)
- Di chuyển khối.
Xuất hiện trên các sườn đồi dốc, vách taluy, mái dốc có hệ số ổn định thấp, dễ gây nên
các hiện tượng sạt lở dưới tác động của trọng lực.
- Xâm thực bờ kênh.
Là biến dạng của xói mòn khe rãnh, thường xảy ra dọc theo bờ suối hoặc sông. Dưới
tác động của nước, phần đất bên dưới bờ suối bị cắt làm cho phần đất bên trên bị sụp đổ.


ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO

www.gistrung.com Trang 12
b. Xói mòn do gió:
Xói mòn do gió xảy ra dưới tác động của gió, làm bào mòn các phần trồi lên trên bề
mặt đất, đá, cũng như sự va đập những hạt đất đá lơ lửng trong gió. Sự chuyển động của
các hạt rất nhỏ gây nên sự thổi mòn trên cao, còn hiện tượng lăn các hạt lớn gây nên sự
thổi mòn dưới chân Các khối đất đá có hình dạng kì lạ cũng là sản phẩm của xói mòn do
gió.
Gió mạnh trong mùa mưa sẽ làm tăng lực đập của mưa vào đất và làm cho mưa rơi
xuống xiên góc với bề mặt đất do đó làm tăng cường độ xói mòn, còn gió mùa hè sẽ làm
tăng lớp bụi mù trong không khí. Ở Việt Nam, lượng mưa giống nhau nhưng các trận mưa
kèm theo gió mạnh thì lượng xói mòn tăng thêm 10 – 20%.
Bảng 2.3: Sự khác nhau giữa xói mòn do nước và xói mòn do gió


Xói mòn do nước Xói mòn do gió
- Liên quan mật thiết đến địa hình
khu vực ( thường thường thì sự xói
mòn xảy ra khi độ dốc lơn hơn 1
0
– 2
0
)
- Có khả năng vận chuyển các
tảng lớn (khối lượng các tảng có khi
đến vài m
3
.
- Có khả năng hòa tan và rửa trôi
các chất dinh dưỡng có trong đất.
- Xuất hiện ở tất cả các kiểu địa

hình, ngay cả những khu vực hoàn
tòan bằng phẳng.

- Chỉ có thể vận chuyển các hạt
có đường kính tới 2.5 đến 3mm, các
hạt to hơn ít khi vận chuyển nổi.
- Chỉ có khả năng thổi bay các
hạt.
(Nguồn: tổng hợp từ các tài liệu 3, 10)
2.2.4 Tác hại của xói mòn.
1, 2, 3, 9 , 10

a. Hậu quả của xói mòn đến độ phì của đất và năng suất cây trồng.
Xói mòn đất đã và đang ảnh hưởng rất lớn đến lượng và chất của quỹ đất, dễ nhận
thấy nhất là một lượng lớn vật chất bị cuốn trôi trên bề mặt, gây trượt đất, xói lở, tạo rãnh,
bộc lộ lớp đá mẹ và bồi lắng các thung lũng cũng như đồng bằng hạ lưu.
Các hậu quả khác khó nhận biết hơn nhưng vô cùng tai hại đến sản xuất nông
nghiệp là nguy cơ làm giảm dự trữ dinh dưỡng trong đất, các chất dinh dưỡng trên bề mặt
bị bào mòn, làm mất khả năng giữ nước, độ ẩm của đất giảm, khả năng cung cấp đủ và
cân bằng chất dinh dưỡng cho cây trồng cả về lượng cũng như về chất giảm, thoái hóa cơ
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 13
cấu của đất, đất trở nên nghèo xấu bạc màu, thực vật không phát triển được khi mà cỏ dại
thì ngày càng tăng, diện tích đất màu mỡ cho nông nghiệp bị thu hẹp, và cuối cùng là
năng suất cây trồng giảm (trên đất bị rửa trôi sản lượng màu màng thấp hơn từ 2 đấn 5
lần, có khi đến 10 – 12 lần so với những cánh đồng không bị xói mòn), trong khi đó chi
phí sản xuất lại tăng. Đây là một trong những nguyên nhân dẫn đến sự nghèo đói.

b. Hậu quả của xói mòn đối với các hệ sinh thái

Tập quán du canh, du cư và nạn phá rừng làm nương rẫy vẫn tiếp diễn làm cho
diện tích đất bị xói mòn ngày càng tăng còn rừng cây có tác dụng phòng hộ thì bị thu hẹp
và phá hủy làm cho lũ lụt, hạn hán và khí hậu ngày càng thay đổi rõ rêt.
Các chất dinh dưỡng bị dòng chảy cuốn đi cùng với các hạt đất được thực vật (chủ
yếu là tảo) hấp thụ để phát triển sinh khối. Khi tảo chết đi, sự phân hủy các chất hữu cơ
bởi các vi sinh vật làm giảm lượng oxy trong nước đe dọa đến sự sinh tồn của các loài cá
và động vật khác và cuối cùng sẽ phá vỡ sự cân bằng của hệ sinh thái.
Xói mòn còn gây ô nhiễm nguồn nước do trong hạt đất có chứa photpho, các chất
hòa tan như nitrat hay hấp thụ thuốc trừ sâu gây nguy hại đến sức khỏe con người. Bên
cạnh đó, các hạt đất bị di chuyển bởi dòng chảy trên mặt đất làm nước trở nên đục, các tia
nắng mặt trời khó thâm nhập vào nước đục, làm hạ thấp khả năng quang hợp của thực vật
thủy sinh, nước sẽ khó thẩm thấu vào trong đất gây khó khăn cho công việc tưới tiêu.
ngoài ra, loại nước này không đạt yêu cầu làm nguồn nuớc để cung cấp nước cho nhu cầu
ăn, uống, sinh hoạt, công nghiệp và phải xây dựng các công trình để xử lí nước.

c. Các hậu quả khác
Phù sa của các con sông lớn từ thượng lưu đổ về hạ lưu của các con sông, nâng
mực nước sông gây trở ngại giao thông, lũ lụt. Phù sa còn làm cho các công trình thủy lợi
như hồ chứa nước, kênh mương, bến cảng…bị thu hẹp dung tích, hiệu suất sử dụng bị hạn
chế, công tác tưới tiêu bị trở ngại.
Những công trình xây dựng, nhà máy có thể bị hư hại nặng do xói mòn gió, đôi khi
bị lấp hòan toàn, chi phí phục hồi lại rất cao.

2.3 CÁC MÔ HÌNH TÍNH TÓAN XÓI MÒN
1

Nhận thấy tác hại của xói mon đất tới môi trường, ngay từ thập niên 30 của thế kỷ
trước các nhà khoa học đã đi sâu vào nghiên cứu về hiện tượng xói mòn đất. cũng từ đây
một số mô hình dự đoán xói mòn đã được phát triển. Các mô hình dự đoán có thể phân ra
thành:

- Mô hình kinh nghiệm (mô hình này dựa trên quan sát và thống kê vật lý ).
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 14
- Mô hình bán kinh nghiệm (dựa trên sự tập trung không gian của nước và sự đồng đều
liên tục của trầm tích).
- Mô hình dựa trên quá trình vật lý (kiểm soát xói mòn liên quan đến máy móc).

2.3.1 Các mô hình kinh nghiệm
Mô hình USLE (Univer Soil Loss Equation):
Là công thức được sử dụng rộng rãi trong việc tính toán xoí mòn cho đất trồng trên
sườn dốc. phương trình này được xây dựng bởi đồng tác giả Wischmeier và Smith năm
1995 và hoàn thiện vào năm 1978. Phương trình cho mô hình Mô hình USLE có dạng
sau:
A = R. K.L.S.C.P
Trong đó :
A : Lượng mất đất trung bình hàng năm
K: Tính kháng xói mòn của đất
R: Nhân tố xói mòn do mưa
L: Nhân tố chiều dài dốc
S: Nhân tố độ dốc của dốc
C: Nhân tố lớp phủ thực vật
P: Nhân tố canh tác đất
Đề tài sử dụng Mô hình USLE để xây dựng mô hình xói mòn đất cho lưu vực
Cần Lê. Phương pháp này sẽ được trình bày kỹ hơn trong phần cơ sở lý thuyết đề tài


Mô hình RUSLE
Mô hình này giống mô hình USLE ở các nhân tố R. K, L, S, C, P. Tuy nhiên trong
RUSLE nhân tố R bao gồm lượng mưa (xói mòn do hoạt động bắn tung tóe của hạt mưa)

và nhân tố xói mòn do chảy tràn khi đó là đáng kể). Thời gian tính toán chỉ số xói mòn do
mưa là 15 ngày (tức là sử dụng ngày thứ nhất và thứ 15 để tính toán cho toàn tháng). đồng
thời, nhân tố C được tính toán thông qua 1 nhân tố phụ là tỷ lệ mất đất SLR. SLR phụ
thuộc vào các yếu tố sau: ưu tiên sử dụng đất, tàn che phủ, lớp phủ bề mặt, độ ghồ ghề bề
mặt và độ ẩm (Renard, 1997).
2.3.2 Các mô hình bán kinh nghiệm
1, 9

Mô hình MUSLE
Mô hình này được chỉnh sửa dựa trên mô hình USLE, cụ thể là:
S
ye
= X
e
.K.L.S.C
e
.P
e
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 15
Trong đó: S
ye :
là lượng trầm tích cho một trường hợp
X
e
= (Q
e
.qp)
0.56

:
là nhân tố kinh nghiệm
Q
e:
là lượng chảy tràn
qp: tốc độ chảy tràn lớn nhất trong trường hợp xói mòn
K.L.S.C
e
.P
e
: được xác định như USLE.
Mô hình Mogan và Finney (MMF)
Năm 1984, Mogan đã phát triển mô hình để dự đóan lượng mất đất hàng năm, cố
gắng giữ lại tính đơn giản của mô hình USLE và hòan thiện 1 vài cải tiến gần đây trong
vịêc hiểu quá trình xói mòn ở pha nước và pha rắn. Pha rắn giống như xói mòn đất do
tách các hạt rắn bởi dòng chảy mặt. bởi vậy pha rắn bao gồm 2 dạng công thức dự đoán:
tỷ lệ tách rời do hoạt động bắn tung tóe của hạt mưa và khả năng di chuyển của dòng chảy
mặt. Mô hình sử dụng 6 công thức và 15 thông số đầu vào để so sánh sự tách rời do hoạt
động bắn tung tóe của hạt mưa và khả năng di chuyển của dòng chảy tràn. Xác định giá trị
thấp hơn trong 2 giá trị trong tính lượng xói mòn hàng năm để xác định xem sự tách rời
và sự di chuyển cái nào là nhân tố giới hạn.
Mô hình WEPP
Là mô hình tính toán xói mòn dựa trên quá trình vật lý. Mô hình này có thể tính
toán xói mòn và trầm tích.
Công thức: D
i
= K
i
.I
e

2
.G
e
.C
e
.S
f
Trong đó: D
i :
Lượng trầm tích chuyển từ xói mòn mảng sang khu
vực xói mòn dòng ( kg/m
2
/s)
K
i
: Tính xói mòn mảng của mảng ( kg/m
4
/s)
I
e
: Tác động của cường độ mưa (m/s)
G
e
: Nhân tố điều chỉnh lớp phủ
S
f
= 1.05 – 0.85 exp ( - 4 Sin): Nhân tố điều chỉnh dốc

Bảng 2.2 So sánh sự khác nhau giữa các mô hình tính toán xói mòn
1

Đặc điểm USLE MUSLE RUSLE WEPP
Thời gian Tính xói mòn năm

Tính xói
mòn năm
- Xác định
các nhân tố
xói mòn 15
ngày/lần
Tính xói mòn theo
năm hoặc sự kiện
- Xói mòn tính theo sự
kiện, hàng ngày,
hàng tháng, hoặc
hàng năm
- Có sự thay đổi về
thông số tính toán.
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 16
-
Công thức Kinh nghiệm Kinh
nghiệm
- Kinh
nghiệm
- Vật lý
Quá trình Không thể tách rời
1 số biến số nhất
định
Giống như

USLE
- Giống như
USLE
- Có thể tách rời 1 số
biến số nhất định
Độ phức
tạp
Đơn giản Đơn giản
- Đơn giản - Rất phức tạp
Yêu cầu Ít thông số đầu
vào
Ít thông số
đầu vào
- Ít thông số
đầu vào
- Cần rất nhiều
thông số đầu vào
Phạm vi M
ảnh đất chuẩn
(21.1 x 8m và độ
dốc 9%)
Giống như
USLE
- Giống như
USLE
- Mảnh đất, đồidốc,
diện tích hứng
nước và kênh rạch
Áp dụng Đất trồng, đất
trống và rừng

Giống như
USLE
- Đất trồng,
đất trống
- Giống như USLE
Hạn chế
Thi
ếu chính
xác
cho các khu vực
không hiệu chỉnh
vùng
Không tính được
xói mòn rãnh xói
xảy ra nhất thời
Khó khăn với
nhiều loại sử dụng
đất trên cùng 1
dốc
Không tính lượng
trầm tích lắng
đọng.
Không tính phân
Giống như
USLE
Th
i
ếu chính xác
cho các khu vực
không hiệu chỉnh

vùng
- khó khăn
với nhiều
loại sử
dụng đất
trên cùng 1
dốc
- Không tính
phân bố
không gian
trên cùng 1
- Không dự đoán
xói mòn cho các
rãnh xói có sẵn, có
dòng suối hoăc
kênh, rạch.
- có quá nhiều yêu
cầu trong tính toán
- Chưa tính được
xói mòn cho đất
rừng
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 17
bố không gian của
trầm tích trên đồi
dốc
dốc
Ưu điểm Đơn giản
Được chấp nhận

và sử dụng rộng
rãi
Đơn giản
Sử dụng
dòng chảy
tràn để tính
xói mòn
Đơn giản
Có nhiều cải tiến
hơn usle
- Giả định sự ảnh
hưởng của cây
trồng và đất đến
xói mòn
- Có thể tách rời ảnh
hưởng của những
thông số
- Áp dụng cho nhiều
loại sử dụng đất
trên cùng 1 dốc
- Giúp hiểu các quá
trình liên quan đến
xói mòn tốt hơn.
Đầu ra Giá trị xói mòn
cho 1 đơn vị diện
tích trong 1 thời
gain dài
Giống như
USLE
Giá trị xói mòn

hàng năm hoặc cho
1thời kỳ xác định
- Giá trị đất mất và
lắng đọng
- Kết quả có liên
quan: sản lượng
cây trồng, chảy
tràn, tàn che phủ,
phân bố mưa.



2.4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XÓI MÒN
2.4.1 Kết quả nghiên cứu xói mòn trên thế giới
Châu Âu: kết quả nghiên cứu các nhà khoa học Liên Xô (cũ), Bunggari, Đức, Ý,
Pháp đã thu được nhiều thành công và khắc phục hiện tượng xói mòn đất
1
. Các thành tựu
đạt được có ý nghĩa trên các mặt nghiên cứu lý thuyết về cơ chế tác động ảnh hưởng đến
xói mòn, đặc biệt là tác động của dòng chảy do mưa lũ và băng tan. Từ đó, nhiều phương
pháp, mô hình dự báo và xác định lượng đất bị xói mòn, lắng đọng và rửa trôi, đề xuất các
biện pháp chống xói mòn hữu hiệu và mức độ cần thiết áp dụng các biện pháp này ở từng
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 18
điều kiện cụ thể. Có thể kể đến sự đóng góp của S S. Sololev, I.D. Brafdge, Zakharov,
Morgan…
9, 10
Ở Mỹ: Các nghiên cứu xói mòn đất trong phòng và ngoài đồng đã được tiến hành
và đến thập niên 40 của thế kỷ này đã xây dựng được 44 trạm nghiên cứu xói mòn đất.

Những nhà nghiên cứu tiên phong trong giai đọan này là: Ellison, Smith, Bayer,
Wischmeir
10,13,7
. Những nghiên cứu này đã tạo bước ngoặc to lớn trong lĩnh vực ngiên
cứu xói mòn đất, tuy nhiên những kết quả nghiên cứu còn giới hạn trong diện hẹp.
Châu Phi: Đây là lục đại có họat động xảy ra mãnh liệt nên đã thu hút nhiều nhà
khoa học từ Mỹ và Châu Âu tới. Đặc biệt, với sự liên kết nghiên cứu của nhiều cơ quan,
tổ chức khoa học như: Đại Học Tổng Hợp Pretoria, ủy Ban Hợp Tác Kỹ Thuật Nam
Sahara (CCTA), Hội Đồng Bảo Vệ Và Sử Dụng Đất Đai Nam Phi (SARCCVS)… là cơ
sở cho nhiều nước Châu Phi có trạm nghiên cứu xói mòn đất ngoài thực địa khá mạnh.
9,10
Châu Á: ở các nước như: ấn Độ, Thái Lan, Philippin, Nhật Bản đã tiến hành một
số công trình nghiên cứu xói mòn. Các công trình nghiên cứu này chú trọng định lượng
các nhân tố xói mònghiên cứu, ứng dụng các thành tựu và công nghệ khoa học trong lĩnh
vực nghiên cứu xói mòn đất từ Mỹ Và Châu Âu trên các điều kiện cụ thể
10,13,14
.
Từ thập kỷ 80 cho đến nay việc nghiên cứu xói mòn đất phát triển mạnh và có sự
áp dụng rộng rãi các mô hình vật lý, mô hình toán, mô hình toán lý, kỹ thuật viễn thám và
hệ thống thông tin địa lý (GIS)…làm cho sản lượng lương thực ngày càng tăng và nông
nghiệp phát triển.
9

2.4.2 Kết quả nghiên cứu xói mòn tại Việt Nam
Quá trình nghiên cứu xói mòn trong nước có thể chia thành 3 giai đọan:
- Trước năm 1960: với phương pháp truyền thống là làm ruộng bậc thang đã giúp cho
người làm nông có năng suất lúa ổn định. Song song đó là quá trình khôi phục độ phì
nhiêu đất do hậu quả của tập quán du canh du cư.
- Từ năm 1960 – 1975: Quá trình nghiên cứu phát triển mạnh mẽ với nhiều công trình
nghiên cứu.

Năm 1962: Có công trình nghiên cứu của: Nguyễn Ngọc Bình, Nguyễn Quý Khải,
Cao Văn Minh
3
.
Năm 1962, 1963: Chu Đình Hoàng nghiên cứu sự ảnh hưởng của giọt mưa đến xói
mòn đất và chống xói mòn bằng biện pháp canh tác
15

ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 19
Đặc biệt, sau chỉ thị số 15/TTg ngày 11/1/1964 của phủ thủ tướng về: “chống xói
mòn, giữ đất, giữ màu, giữ nước” tạo điều kiện thuận lợi cho các công trình nghiên
cứu về xói mòn được đẩy mạnh.

Năm 1965: Tôn Gia Huyên, Bùi Quang Tỏan tiến hành thí nghiệm chống xói mòn
trên nương lúa Hải Lót, Tây Bắc. Thái Phiên đặt thí nghiệm và xây dựng mô hình
chông xói mòn tại đồi ấp Bắc, Nông Trường Quốc Doanh Sao Vàng, Thanh Hóa
13
.
Năm 1970: Có công trình nghiên cứu của Đào Khương, Vũ Hữu Giao. xây dựng các
bãi đo dòng chảy và xói mòn kết hợp với cơ cấu cây trồng tại Nông Trường Sông Cầu,
Bắc Thái
12
.
Năm 1971: Hà Học Ngô nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp cắt dòng chảy và
cây trồng phủ đất đến khả năng giữ ẩm chống xói mòn đất trên các đồi chè
16
.
Sau năm 1975 đến nay: đã áp dụng các biện pháp chống xói mòn hiện đại hơn,

nhiều tác giả đã tiến hành các nghiên cứu quy mô hơn như:
+ Tiến hành xây dựng các bãi và các bể hứng lượng nước và đất trôi sau các trận mưa
để định lượng nước và đất bị nước mưa cuốn đai dưới các thảm cây trồng khác nhau
như: trạm nghiên cứu xói mòn An Châu - Hữu Lũng (Cao Lạng), trạm nghiên cứu đất
Quỳnh Châu (Nghệ An), trạm nghiên cứu xói mòn Tây Nguyên và trạm Khải
Phú…các trạm nghiên cứu trên đã tiến hành hàng loạt các yếu tố tự nhiên và tác động
của con người qua các biện pháp canh tác đất trên nhiều loại đất và cơ cấu cây trồng
đã thu được nhiều kết quả khả quan.
3

+ Công trình xử lý tương quan giữa các yếu tố và áp dụng mô hình toán học trong xử
lý số liệu và nghiên cứu xói mòn đất. Đáng lưu ý là công trình của Lê Quang Đán
(1976) về rừng, lũ lụt, xói mòn
11.
Đỗ Hưng Thành (1981)
3
về quan hệ giữa lượng đất
xói mòn do mưa với 1 số đặc tính lý hóa của đất Tây Bắc …
+ Nguyễn Quang Mỹ Và Hà Xuân Cơ (1983)
17
đã tính mối tương quan chỉ số mưa và
xói mòn ở Tây Nguyên qua áp dụng công thức của các tác giả nước ngoài cho thấy:
Giữa chỉ số mưa trung bình và lượng đất bị xói mòn có mối tương quan không chặt
chẽ.
Giữa cường độ mưa và chỉ số mưa trung bình có mối tương quan rất chặt chẽ.
Vì vậy, có thể dùng phương trình hồi quy thích hợp để tính cường độ xói mòn qua các
chỉ số mưa trung bình và có thể áp dụng ở các khu vực lân cận, có cùng điều kiện tự
nhiên ở trạm nghiên cứu.
+ Các nghiên cứu và thí nghiệm dài hạn chống xói mòn, bảo vệ đất trong chương trình
đất dốc Châu Á về “ sử dụng, quản lý đất dốc để phát triển nông nghiệp bền vững “

được tiến hành ở Việt Nam từ 1990 đến nay.
9
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 20
Cho đến nay đã có trên 200 công trình nghiên cứu về bảo vệ đất, chống xói mòn và
các vấn đề có liên quan.
2.4.3 Các công trình nghiên cứu có ứng dụng GIS để tính toán xói mòn
Việt Nam hiện có nhiều ứng dụng Gis vào việc định lượng xói mòn, đề tài xin đưa
ra một số công trình tiêu biểu:
Nguyễn Văn Đệ. với nghiên cứu “Đánh gía xói mòn đất tỉnh Đồng Nai”
Chương 4 “Xói mòn và định lượng xói mòn trên đất dốc” trong đề tài “Hiện trạng
xói mòn và sự mất P do xói mòn gây ra ảnh hưởng đến môi trường tại lưu vực suối Rạt
tỉnh Bình Phước” – Lưu Hải Tùng. Đã định lượng được xói mòn tiềm năng, xói mòn hiện
trạng lưu vực suối Rạt tỉnh Bình Phước.
Chương 6 của công trình nghiên cứu đánh giá và đề xuất các biện pháp quản lý
chất lượng nước và phú dưỡng Hồ Dầu Tiếng: Đề tài đã hoàn thành được mục tiêu đề ra,
định lượng được mức độ xói mòn.
Nguyễn Trọng Hà: Chương 4 “khả năng dự báo xói mòn” trong đề tài “Dự báo
xói mòn trên đất dốc”: xây dựung được bản đồ sơ bộ đánh giá tiềm năng xói mòn của
mưa khu vực phía Bắc Việt Nam, Tỷ lệ 1/1.000.000.
Trên đây là một số nghiên cứu về xói mòn có ứng dụng GIS. Các tác giả dùng kỹ
thuật GIS để xây dựng các lớp dữ liệu cho quá trình phân tích, định lượng cấp độ xói
mòn.

ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 21
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ GIS
3.1.1 Các khái niệm về GIS
Có nhiều khái niệm về GIS tùy theo các cách tiếp cận khác nhau của từng tổ chức
hay cá nhân. sau đây là một số khái niệm về GIS:
Theo Brroughs 1986: “Tập hợp các công cụ dùng để thu thập, lưu trữ truy cập,
biến đổi và thể hiện dữ liệu không gian ghi nhận từ thế giới thực tiễn”

18
Theo (NGIA,1988): Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu trên máy tính dùng thu thập,
lưu trữ, truy cập, phân tích và thể hiện dữ liệu không gian.
18
Trần Trọng Đức “Hệ thống thông tin địa lý GIS là hệ thống các công cụ nền máy
tính dùng thu thập, lưu trữ, truy cập và biến đổi, phân tích và thể hiện dữ liệu liên quan
đế các vị trí trên bề mặt trái đất và tích hợp các thông tin này vào quá trình ra quyết
định”.
18
Tóm lại, hệ thống thông tin địa lý (GIS) bao gồm các công cụ: phần mềm, phần
cứng quản lý và phân tích dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian.

3.1.2 Các thành phần tạo lên một hệ thống GIS bao gồm:
- Phần cứng (hardware): Bao gồm các thiết bị máy tính, máy vẽ (plotters), máy in

(printer), bàn số hoá (digitizer), thiết bị quét ảnh (scanners), các phương tiện lưu trữ số
liệu (Floppy diskettes, optical cartridges, C.D ROM v.v )
- Phần mềm (software): 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
Lưu trữ và quản lý 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
- Dữ liệu (Geographic data): Thành phần quan trọng trong GIS là dữ liệu. dữ liệu đia
lý bao gồm:

ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 22
Dữ liệu không gian (Spatial): cho chúng ta biết kích thước vật lý và vị trí (thể hiện bằng
tọa độ) của các đối tượng trên bề mặt trái đất, dữ liệu địa lý được thể hiện dưới dạng
vector (điểm, đường, vùng) hoặc raster (ô lưới)
Dữ liệu thuộc tính (non-spatial) là thông tin về đối tượng, thông thường dữ liệu thuộc
tính sẽ đi kèm và mô tả các dữ liệu không gian. Dữ liệu thường thể hiện dưới dạng số,
chữ.
- Nhân lực (Expertise): Con người là nhân tố đóng vai trò quan trọng nhất điều hành
phát triển các ứng dụng GIS .
Trong GIS đòi hỏi những chuyên viên hướng dẫn sử dụng hệ thống để thực hiện các
chức năng phân tích và xử lý các số liệu.
Con người tham gia hết mọi công đoạn trong GIS từ thiết kế dữ liệu, thu thập dữ liệu
phân tích và ra quyết định.
- Chính sách và cách thức quản lý (Policy and management)
Chính sách và phương thức quản lý sẽ đảm bảo cho sự tồn tại và thành công của
một dự án GIS, đây là yếu tố không thể thiếu trong một dự án GIS. Để đảm bảo sư thành

công hệ thống GIS phải có sự quản lý chặt chẽ, các hướng dẫn cần thiết trong quản lý, thu
thập, lưu trữ và phân tích số.

3.1.3 Mô hình dữ liệu trong GIS:
a. Mô hình dữ liệu không gian
Mô hình dữ liệu vector:
Cấu trúc dữ liệu Vector được thể hiện ở ba dang: điểm, đường, vùng:
Điểm (point): Vị trí của mỗi điểm được xác định bởi cặp tọa độ x, y
Đường(line): Là tập hợp các điểm dùng để mô tả các đối tượng địa lý có dạng sau
Là môt dãy các tọa độ
Một đường bắt đầu và kết thúc bằng một node
Các đường nối nhau và cắt nhau tại tại node
Độ dài của cung được dịnh nghĩa bởi các các cặp node.
Vùng (polygon): Được sử dụng xác định ranh giới các đường thẳng. Đường bao gồm tập
hợp các điểm bắt đầu bằng một điểm và kết thúc cũng bằng một điểm, điểm đầu tiên phải
trùng với điểm cuối cùng



ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 23
Cấu trúc mô hình raster
Mô hình Raster phản ánh toàn bộ khu vực dưới dạng một lưới các ô vuông điểm
ảnh. Vị trí của mỗi điểm ảnh đươc tính từ trái qua phải và trên xuống dưới, trên mỗi điểm
ảnh mang một giá trị. Mô hình raster thường sử dụng thể hiện dữ liệu dạng vùng. Trong
GIS người ta thường dùng mô hình Raster để phân tích.
Cấu trúc raster được lưu trữ dưới hai dạng:
- Cấu trúc lưu mã chi tiết: Giá trị mang tính liên tục, trên mỗi phần tử ảnh sẽ có một giá
trị độc lập. Khi lưu trữ dữ liệu theo mã chi tiết dữ liệu sẽ cồng kềnh.

- Cấu trúc lưu mã chạy dài: Đây là hình thức nén dữ liệu, các phần tử ảnh từ những giá
trị riêng biệt được lưu trữ theo từng nhóm giá trị.
b. Mô hình dữ liệu thuộc tính
Dữ liệu phi không gian hay còn gọi là dữ liệu thuộc tính là những mô tả về đặc tính
đặc điểm các hiện tượng xảy ra trên vị trí không gian xác định. GIS có thể liên kết và xử
lý đồng thời cả dữ liệu không gian và thuộc tính.
Theo Trần Trọng Đức
18
, dữ liệu thuộc tính được chia thành 2 nhóm: dạng chữ và dạng số
- Dữ liệu dạng chữ : có thể mã hóa các con số nhưng không thể thực hiện tính toán số
học. Dữ liệu dạng chữ được phân thành hai nhóm: dữ liệu danh xưng (loại sử dụng
đất, tên quốc gia, tên người…) và dữ liệu thứ bậc ( hạng đường, hạng suối).
- Dữ liệu dạng số: dữ liệu này được phân thành hai nhóm: interval (tính được độ chênh
lệch giữa các giá trị). Dữ liệu ratio( có đặc tính là gốc zero tuyệt đối ví dụ dữ liệu độ
tuổi, mưa)

3.1.4 Các phép phân tích kết hợp giữa dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian
trong GIS
18

- Rút số liệu:bao gồm tìm kiếm chọn lọc, sắp xếp và hiển thị dữ liệu được chọn
- Phân loại tổng quát hóa: đây là quá trình nhằm chỉ ra một nhóm thuộc tính thuộc về
một cấp nhóm nào đó, một lớp bản đồ mới tạo ra mang giá trị mới mà nó vừa được tạo
ra từ lớp giữu liệu trước đây. Việc phân loại bản đồ được thực hiện trên nhiều lớp bản
đồ và được thực hiện trên cả mô hình dữ liệu raster và mô hình dữ liệu vector.
Phân loại trong một số trường hợp cụ thể là quá trình tổng quát hóa. Từ các lớp dữ
liệu ban đầu, dựa vào thuộc tính để phân cấp lại dữ liệu, điều này có thể làm cho dữ
liệu giảm mức độ chi tiết.
- Chức năng đo lường: Đo lường là đo khoảng cách giữa các điểm, chiều dài đường,
chu vi và diện tích, xác định tâm trọng lực.

- Chức năng chồng lớp: khả năng chồng lớp các lớp bản đồ là một thế mạnh của GIS.
chức năng chồng lớp được phân ra thành:
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 24
o Chức năng chồng lớp số học: Bao gồm các phép toán cộng, trừ, nhân, chia từng
giá trị trong lớp giá trị tương ứng với một giá trị tại một vị trí tương ứng với lớp
dữ liệu thứ 2.
o Chức năng chồng lớp logic liên quan đến yêu cầu người phân tích đặt ra có
được thỏa mãn hay không được thỏa mãn.
Phân tích chồng lớp được thực hiện trên cả dữ liệu raster và vector. Tuy nhiên
phân tích chồng lớp dữ liệu trên raster sẽ thực hiện dễ dàng hơn, do các giá trị được
thực hiện trên các phần tử ảnh tương ứng trên hai lớp dữ liệu. Việc phân tích chồng
lớp trên lớp dữ liêu raster sẽ gặp khó khăn do các mối quan hệ trong mô hình vector
rất phức tạp, các quan hệ về điểm, đường, vùng.
Có hai phương pháp phân tích chồng lớp trong mô hình dữ liệu raster:
- Phương pháp trung bình trọng số: khi chồng 2 lớp dữ liệu với các giá trị P
1,
và P
2
với
trọng số tương ứng W
1
,W
1
kết quả sẽ là:
P = P
1
W
1 +

P
2
W
2
Trong đó ( W
1
+ W
1
= 1)
- Phương pháp phân hạng: Dữ liệu thuộc tính của hai lớp dữ liệu được chia thành 5
phân hạng, khi thực hiện chồng lớp, các lớp dữ liệu được chồng lớp theo 1 trong 3
nguyên tắc sau đây:
o Hạng cực tiểu: hạng thấp hơn sẽ được chọn trong điểm pixel xuất trong kết quả
o Hạng nhân: hai hạng được nhân với nhau kết quả được xuất trong pixel xuất.
o Hạng chọn: chuyên gia quyết định hạng tổng hợp cho phần tử ảnh xuất.

Hình 3.1: Ví dụ về phân tích chồng lớp theo trọng số trên mô hình raster:

- Chức năng lân cận :đánh giá những đặc tính xung quanh vị trí được chọn nào đó.
ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN TIỀM NĂNG VÀ XÓI
MÒN HIỆN TRẠNG LƯU VỰC CON CẦN LÊ - DƯƠNG THỊ ANH ĐÀO
www.gistrung.com Trang 25
- phép nội suy: là quá trình dự báo các giá trị chưa biết từ các điểm mẫu quan sát. trong
đề tài chức năng nội suy sử dụng để nội suy lớp bản đồ địa hình từ các điểm mẫu quan
sát.
3.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÔ HÌNH USLE
Một trong những kết quả nghiên cứu về xói mòn đất được sử dụng rộng rãi trên thế
giới là công trình đánh giá mất đất của Wischmeier & Smith (1978) với công thức mất đất
phổ dụng:
A = R x K x LS x C x P.

Trong đó:
A : Là lượng mất đất hàng năm
R : Hệ số xói mòn bởi mưa
K: Hệ số xói mòn trên đất dốc
LS: Hệ số chiều dài sườn.
C: Hệ số thảm phủ.
P: Hệ số bảo vệ đất.

3.2.1 Ý nghĩa các hệ số
Việc xác lập các hệ số xói mòn cho một khu vực nghiên cứu là hết sức quan trọng,
bởi nó là yếu tố để tính toán lượng mất đất qua đó đánh gía hiện trạng và tiềm năng xói
mòn.
a. Hệ số R
R là hệ số xói mòn của mưa, hạt mưa làm cho các hạt đất bị tách ra khỏi khối đất,
đồng thời tạo ra dòng chảy di chuyển các hạt và làm chúng lắng động lại nếu vận tốc dòng
chảy giảm xuống.
Các công thức tính hệ số xói mòn do mưa – R theo P (lượng mưa trung bình năm)
- Công thức của Roose (1975) : R =0.5P x 1.73
Trong đó:
P: Lượng mưa trung bình
- Công thức của Nguyễn Trọng Hà (Đại học Thủy Lợi – Hà Nội):
R = 0.548257 x P – 59.9
Về sau, nhiều ông trình nghiên cứu về mối quan hệ giữa lượng mất đất và chế độ mưa
người ta thấy rằng: mối tương quan giữa lượng mất đất và lượng mưa rơi trong những
thời lượng khác nhau không chặt chẽ nhưng có quan hệ chặt chẽ với cường độ mưa tối