Ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) để dự báo xói mòn đất huyện sơn động tỉnh bắc giang

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 mòn đất và các nhân tố ảnh hƣởng đến xói mòn đất .................................................9

1.1.1. Xói mòn đất...................................................................................................... 9
1.1.2. Các quá trình xói mòn đất ................................................................................ 9
1.1.2.1. Xói lở sông suối......................................................................................... 9
1.1.2.2. Xói mòn và rửa trôi bề mặt ...................................................................... 10
1.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất ........................................................ 10
1.1.3.1. Ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu đến xói mòn 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 mòn đất .................................... 13
1.1.3.4. Ảnh hưởng của đất đến quá trình xói mòn đất ......................................... 13
1.1.3.5. Ảnh hưởng của con người đến xói mòn đất .............................................. 13
1.2. Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới .............................................................................14

1.2.1. Các xu hướng mới trong nghiên cứu xói mòn ................................................. 14
1.2.2. Các phương pháp đánh giá xói mòn đất [30] ................................................. 15
1.2.3. Các mô hình đánh giá xói mòn đất ................................................................. 16
1.2.3.1. Mô hình kinh nghiệm ............................................................................... 16
1.2.3.2. Mô hình nhận thức .................................................................................. 22
1.3. Nghiên cứu xói mòn đất ở Việt Nam...............................................................................23
1.4. Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong đánh giá xói mòn 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 mòn .......................................... 29
1.4.3. Ứng dụng GIS và mô hình hóa tính toán xói mòn 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 công trình bảo vệ đất (P) ......................................................... 54
3.4.2.6. Thành lập bản đồ xói mòn tiềm năng huyện Sơn Động (V)....................... 55
3.4.2.7. Thành lập bản đồ xói mòn 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 mòn tiềm năng và xói mòn 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 mòn tiềm năng và xói mòn 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 mòn tiềm năng huyện Sơn Động ................................................... 66
4.1.7. Bản đồ xói mòn 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 mòn 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 mòn cấp 1 - Cấp không xói mòn ...................................... 74
4.3.2. Đối với khu vực xói mòn cấp 2 - Cấp ít nguy hại ............................................ 74
4.3.3. Đối với khu vực xói mòn cấp 3 - Cấp nguy hại ............................................... 75
4.3.4. Đối với khu vực xói mòn cấp 4 - Cấp rất nguy hại .......................................... 75
4.3.5. Đối với khu vực xói mòn 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.............................................................................................
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3




78

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

4

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Ảnh hƣởng của độ dốc đến xói mòn đất [6] ................................................. 12
Bảng 2.1: Một số thông 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 mòn 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 mòn 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 mòn và xói mòn 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 mòn với độ che phủ rừng ................................... 73

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

5




DANH MỤC CÁC

HÌNH

Hình 1.1: Các nhân tố chính ảnh hƣởng đến xói mòn đất ........................................... 10
Hình 1.2: Ứng dựng GIS trực tiếp tính toán xói mòn .................................................. 30
Hình 1.3: Sử dụng mô hình USLE trong tính toán xói mòn 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 sông, 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: Mô hình phƣơng pháp tính toán 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 mòn đất ......................................................... 58
Hình 4.1: Bản đồ đƣờng đẳng trị mƣa huyện Sơn Động.............................................. 59
Hình 4.2: Bản đồ hệ số xói mòn 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 mòn tiềm năng huyện Sơn Động ................................................ 67
Hình 4.7: Bản đồ xói mòn đất huyện Sơn Động ........................................................... 70

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

6

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
mòn, rửa trôi đang xảy ra mạnh. Tuy nhiên, đến nay chƣa có nghiên cứu nào về
xói mòn 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
Nông – 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 không hợp lý. Việc khai thác Nông – Lâm nghiệp
không có ý thức ngày càng làm cho quá trình xói mòn 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 mòn đất là quá 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, thoái hoá
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 mòn ở khu vực miền núi, hai vấn đề cần đƣợc song
song nghiên cứu là: quá trình xói mòn, nguyên nhân, các yếu tố ảnh hƣởng và
vấn đề sử dụng hợp lý tài nguyên. Có nhiều phƣơng pháp nghiên cứ u, đánh giá
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7




xói mòn đất đƣợc các tác giả trong và ngoài nƣớc sử dụng. Trong đó, việc ứng
dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) là phƣơng pháp , là công
cụ mạnh có khả năng

phân tích không gian trong thơi gian ngắn . Công nghệ

GIS còn cho phép tích hợp phƣơng trình mất đất tổng quát của Wischmeier
W.H và Smith D.D để tính toán và xây dựng bản đồ xói mòn 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 mòn đất huyện Sơn Động - tỉnh
Bắc Giang”.
2. Mục đích nghiên cứu
Dự báo xói mòn 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 mòn đất hiện tại và bản đồ dự báo tiềm năng xói mòn
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 mòn 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 mòn đất qua việc phân tích không 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 mòn và xói mòn tiềm năng huyện Sơn Động, từ đó xây dựng
bản đồ xói mòn đất khu vực nghiên cứu làm cơ sở đề xuất một số giải pháp hạn
chế xói mòn đất.
4. Khối lƣ ợng và cấu trúc luận văn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

8




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

9




Chƣơng 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN
CỨU

1.1. Xói mòn đất và các nhân tố ảnh hƣởng đến xói mòn đất
1.1.1. Xói mòn đất
Có nhiều định nghĩa về xói mòn đất, để phù hợp với khu vực nghiên cứu, luận
văn sử dụng định nghĩa của Nguyễn Quang Mỹ [6]: Xói mòn đất (soil erosion)
là quá 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, thoái 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 mòn gồm 2 loại:
- Xói mòn bề mặt: Là loại xói mòn do mƣa và băng tuyết tan. Kiểu xói
mòn này thƣờng gặp trên sƣờn và đỉnh phân thủy cũng nhƣ ở trên các bồn thu
nƣớc.
- Xói mòn theo dòng: Là kiểu xâm thực, xói mòn tập trung trong các dải
trũng nhƣ các rãnh sâu, thung lũng, sông suối. Xâm thực theo dòng chia làm 2 loại
là xâm thực sâu và xâm thực ngang.
1.1.2. Các quá trình xói mòn đất
Các quá trình xói mòn gồm: Xói lở sông suối và xói mòn, rửa trôi bề mặt.
1.1.2.1. Xói lở sông suối
Quá trình xói lở sông suối đƣợc xác định theo công thức về động năng của
dòng chảy [6].
2

F=vm /2
Trong đó:
F: là động năng của khối nƣớc chảy
m: là khối lƣợng nƣớc chảy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

10

v: là vận tốc dòng chảy

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

11




Nhƣ vậy động năng của dòng chảy tỉ lệ thuận với bình phƣơng của tốc độ
dòng chảy. Trong quá trình xói lở, dòng chảy tạo ra vật liệu, phù sa. Tùy theo kích
thƣớc phù sa và tốc độ dòng chảy mà phù sa có thể vận chuyển xuôi theo chiều dòng
chảy. Khi động năng của dòng chảy không đủ sức mang đi từng bộ phận vật chất,
phù sa sẽ lắng đọng xuống dòng sông gọi là quá trình bồi tụ.
1.1.2.2. Xói mòn và rửa trôi bề mặt
Là quá 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 mòn đất
Các nhân tố chính ảnh hƣởng đến quá trình xói mòn đất gồm: khí hậu, địa
hình, đất đai, thảm thực vật và con ngƣời, đƣợc mô tả trong hình 1.1:
A/H tích cực
A/H tiêu cực
A/H hai chiều

Khí
hậu

Con
ngƣời

Địa
hình

Xói
Mòn

Thảm
thực
vật

Đất
đai

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


1.1.3.1. Ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu đến xói mòn đất
Xói mòn chủ yếu do dòng 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 mòn càng xảy ra mạnh. Sự xuất hiện của xói mòn 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 mòn

đất. Theo Nguyễn Quang Mỹ [6]: trận mƣa 10mm với cƣờng độ trung bình
trong khoảng thời gian dƣới 1 giờ, xói mòn 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 mòn 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 đông. Vì vậy việc bảo vệ đất, chống xói mòn đặc biệt trong mùa mƣa là
vô cùng cần thiết.
Ngoài mƣa ảnh hƣởng trực tiếp đến xói mòn, các yếu tố khí hậu khác nhƣ
gió, nhiệt độ, ẩm độ cũng có ảnh hƣởng đến xói mòn đất, tuy nhiên mức độ ảnh
hƣởng không rõ ràng.
1.1.3.2. Ảnh hưởng của địa hình đến xói mòn đất


Địa hình cũng là nhân tố tự nhiên ảnh hƣởng lớn đến xói mòn 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,


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 mòn đất.
Độ dốc của sƣờn là yếu tố địa hình có ảnh hƣởng lớn nhất đến quá trình
xói mòn. Độ dốc lớn làm tăng cƣờng độ dòng chảy và do đó đẩy nhanh quá
trình rửa trôi, xói mòn đất, gây nên xói mòn mạnh hơn. Bộ Nông nghiệp và phát
0

triển nông thôn đã đề xuất thang độ dốc trên lãnh thổ Việt Nam: 0-3 , 30

0

0

0

8 , 8-15 , 15-25 , trên 25 , 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 mòn 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 mòn đất [6]
Loại đất

Cây trồng

Độ dốc
0

(0 )

Tổn thất

Năm nghiên

về đất

cứu, địa điểm

(T/ha/năm)

NC

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 mòn tăng 2- 4 lần.
Chiều dài sƣờn dốc cũng là nhân tố ảnh hƣởng đến quá trình xói mòn 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 quá trình rửa trôi, xói mòn đất


càng xảy ra mạnh. Nếu tăng chiều dài sƣờn dốc lên 2 lần thì xói mòn 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 mòn có điều kiện xảy ra mạnh.
1.1.3.3. Ảnh hưởng của lớp phủ thực vật đến xói mòn đất
Lớp phủ thực vật có ảnh hƣởng lớn đến quá trình xói mòn đất, nếu lớp phủ
thực vật càng tăng thì quá trình xói mòn càng giảm. Vai trò chống xói mòn 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 mòn 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 mòn.
1.1.3.4. Ảnh hưởng của đất đến quá trình xói mòn đất
Đất là đối tƣợng bị dòng chảy mặt phá hủy, bởi vậy sự phát triển của xói mòn

phụ thuộc vào tính chất và trạng thái của đất. Những yếu tố chính của đất ảnh hƣởng
đến xói mòn 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 dòng
chảy khi mƣa rào.
1.1.3.5. Ảnh hưởng của con người đến xói mòn đất
Con ngƣời ảnh hƣởng trực tiếp đến quá trình xói mòn đất thông qua hoạt
động sống. Việc phá rừng đã gián tiếp đẩy mạnh quá trình xói mòn đất.
Những diện tích rừng mất đi làm lộ ra những khoảng trống không có thảm thực


vật che phủ đất. Khi mƣa xuống quá trình xói mòn bề mặt xảy ra mạnh.
Canh tác trên đất dốc không khoa học, du canh du cƣ cũng là nhƣng tác
0

nhân gia tăng xói mòn đất. Trên độ dốc < 3 đã bắt đầu xảy ra xói mòn khi có


0

mƣa to. Từ độ dốc 3 trở lên, tùy vào yếu tố đất đai, thực vật, lƣợng mƣa v.v... mà
quá trình xói mòn xảy ra mạnh hay yếu. Qua số liệu của lâm trƣờng Cầu Hai (Phú
Thọ) cho thấy rừng phủ kín chỉ trôi 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 quá trình xói mòn đất.
1.2. Nghiên cứu xói mòn 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 mòn cùng
với việc bảo vệ đất. Quá trình xói mòn hiện đại đƣợc gắn liền với các hoạt động
nông nghiệp. Nhiều ngƣời đã cho rằng đất đai bị khai thác cạn kiệt có thể là nguyên
nhân khiến các nền văn minh quá khứ mất đi. Vì vậy, cùng với thoái hoá đất, xói

mòn tồn tại nhƣ một vấn đề trong suốt quá trình phát triển của toàn nhân loại
[10].
Vê nguyên nhân xoi mon , hâu hêt cac nha nghiên cƣ u trên thế giới đều
thông nhât răng có hai nguyên nhân cơ bản dẫn tới hiện tƣợng thoái hoá đất đang
diễn ra mạnh mẽ trên qui mô 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
mòn. Xói mòn tự nhiên là quá trình diễn ra liên tục trong tự nhiên và chỉ là thứ
yếu nếu so với xói mòn do nguyên nhân con ngƣời. Tuy vậy, việc phân định
nguyên nhân xói mòn không phải lúc nào cũng dễ dàng và cũng không cần thiết,
nên trong việc lập bản đồ xói mòn, nhiều khi ngƣời ta không phân biệt hai nguyên


nhân này.
1.2.1. Các xu hướng mới trong nghiên cứu xói mòn


Hiện nay, xói mòn 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 mòn
trên thế giới, thể hiện qua hội thảo lần thứ 12 của ISCO tổ chức tại Bắc Kinh năm
2002 là nghiên cứu xói mòn theo hƣớng mô hình hóa diễn tả động lực của quá
trình xói mòn và nghiên cứu xói mòn kết hợp với các khoa học khác, chủ yếu để
tìm hiểu quá trình cũng nhƣ tác động của xói mòn lên môi 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 mòn 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 quá trình xói mòn 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 mòn đất [10]
- Phương pháp phân loại, phân vùng lãnh thổ theo mức độ xói mòn
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 mòn tiềm năng khác nhau trên toàn lãnh thổ
một quốc gia. Tuy nhiên hạn chế của phƣơng pháp này là thiên về định tính,
mang đặc trƣng của phƣơng pháp chuyên 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 mòn đƣợc xây dựng trên cơ sở tổng
hợp các bản đồ phân cấp các điều kiện tự nhiên tham gia quá trình xói mòn : 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.


- Phương pháp mô hình hoá
Sử dụng mô hình để diễn tả quá trình xói mòn. Các mô 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 hoá đƣợc vai trò của từng yếu tố ảnh
hƣởng tới quá trình xói mòn, có nghĩa là làm rõ hơn vai trò của chúng trong toàn
bộ hệ thống. Phƣơng pháp này cũng cho phép ứng dụng các công nghệ thông tin
vào nghiên cứu tính toán. Hạn chế của phƣơng pháp là do quá trình xói mòn diễn
ra rất đa dạng, thay đổi theo điều kiện cụ thể của từng địa phƣơng nên mô
hình có thể dùng tốt cho địa phƣơng này nhƣng không đúng với địa phƣơng
khác. Vì vậy, khi vận dụng các mô 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 mô hình đánh giá xói mòn đất
Việc mô hình hoá quá trình xói mòn bắt đầu vào thập niên 80 thế kỷ 20, góp phần
tính toán và dự báo xói mòn. Theo Phạm Hùng [3], có thể chia các mô hình ra
làm hai loại chính là mô hình kinh nghiệm và mô hình nhận thức. Các mô
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. Mô hình kinh nghiệm
Mô hình kinh nghiệm là các mô hình đƣợc xây dựng dựa vào tổng kết từ các
quan sát thực tế. Nói theo nghĩa hẹp hơn, hầu hết các mô 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 mô 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]:


Mục đích của các mô hình này là để tính toán lƣợng đất tổn thất trung
bình hàng năm cũng nhƣ dự báo xói mòn đất bình quân trên đất dốc. Ngoài ra, việc
sử dụng các mô hình cũng cho phép dự báo những thay đổi về xói mòn đất do biến
đổi trong hệ thống canh tác và đề xuất, ƣớc đoán hiệu quả của các biện pháp phòng
chống xói mòn.
Mô 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
- Không có khả năng tính toán 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.
Mô hình thực nghiệm AĐ Ivanovaki và IA Kornev
Mô hình này đƣợc xây dựng tại các trạm thực nghiệm Novosilski.
Phƣơng trình của mô hình có dạng [2]:
0,75 1,5

M=AI

L X

1,50

Trong đó:
M: lƣợng đất rửa trôi
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
Mô hình này chƣa đề cập tới vai trò 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