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

Header Page 1 of 126.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

------

HOÀNG TIẾN HÀ

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

Mã số: 60.62.60

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

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

ÀNH:

301

THÁI NGUYÊN, NĂM 2009

Footer Page 1Sốofhóa
126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Header Page 2 of 126.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

------

HOÀNG TIẾN HÀ

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

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

ÀNH:

301

THÁI NGUYÊN, NĂM 2009

Footer Page 2Sốofhóa
126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Header Page 3 of 126.

LỜI CẢM ƠN
Luận văn đƣợc hoàn thành theo chƣơng trình đào tạo cao học khoá 14 tại
trƣờng Đại học Nông lâm - Đại học Thái Nguyên.
Hoàn thành luận văn thạc sỹ này, tôi đã đƣợc sự quan tâm giúp đỡ của Ban
giám hiệu, khoa đào tạo Sau đại học trƣờng Đại học Nông lâm. Nhân dịp này tôi xin
bày tỏ lòng biết ơn đến sự giúp đỡ quý báu đó.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Nguyễn Văn Sinh - Viện Sinh
thái và tài nguyên sinh vật, Tiến sĩ Đỗ Thị Lan - Giảng viên khoa Tài nguyên - Môi
trƣờng, trƣờng Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã trực tiếp chỉ dẫn, nhiệt tình giúp
đỡ tôi hoàn thành luận văn.
Luận văn có ý kiến tham gia của Thạc sỹ Đỗ Văn Thanh, giảng viên trƣờng
Đại học sƣ phạm Hà Nội; Thạc sỹ Hà Quý Quỳnh, Viện sinh thái và tài nguyên
sinh vật, tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn đến sự giúp đỡ quý báu đó.
Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ của Lãnh đạo, cán bộ công chức các cơ quan:
UBND huyện Sơn Động, Hạt Kiểm lâm, Phòng Tài nguyên - Môi trƣờng, Phòng
Thống kê, Trung tâm khí tƣợng thủy văn huyện Sơn Động đã tạo điều kiện và giúp
đỡ tôi trong quá trình thu thập các tài liệu phục vụ luận văn.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo các đơn vị: Sở Nông nghiệp và PTNT
Bắc Giang, Chi cục Lâm nghiệp, Chi cục Kiểm lâm đã tạo điều kiện cho tôi đƣợc tham
gia khóa học và những điều kiện tốt nhất để tôi học tập, nghiên cứu luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến ngƣời thân, bạn bè và đồng nghiệp
đã động viên, giúp đỡ tôi trong thời gian qua.
Một lần nữa, tôi xin trân trọng cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 11 năm 2009

Tác giả

Hoàng Tiến Hà

Footer Page 3Sốofhóa
126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




Header Page 4 of 126.

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

Footer Page 4Sốofhóa
126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2




Header Page 5 of 126.

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 ............................................................................................. 78

Footer Page 5Sốofhóa
126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3




Header Page 6 of 126.

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 cấp xói mòn tiềm năng huyện Sơn Động ............................................ 68
Bảng 4.4: Phân cấp xói mòn huyện Sơn Động.............................................................. 71
Bảng 4.5: Tƣơng quan diện tích xói mòn với độ che phủ rừng ................................... 73

Footer Page 6Sốofhóa
126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

4




Header Page 7 of 126.

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

Footer Page 7Sốofhóa
126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

5




Header Page 8 of 126.

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 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

Footer Page 8Sốofhóa
126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

6




Header Page 9 of 126.

cụ mạnh có khả năng phân tích không gian trong thời 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.

Với các lý 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 lƣợng và cấu trúc luận văn

Footer Page 9Sốofhóa
126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7

Header Page 10 of 126.

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.

Footer Page 10
Số of
hóa126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

8




Header Page 11 of 126.

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].
F=vm2/2
Trong đó:
F: là động năng của khối nƣớc chảy
m: là khối lƣợng nƣớc chảy
v: là vận tốc dòng chảy

Footer Page 11
Số of
hóa126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

9

Header Page 12 of 126.

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
Đất
đai

Thảm
thực
vật

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

Footer Page 12
Số of
hóa126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

10




Header Page 13 of 126.

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,

Footer Page 13
Số of
hóa126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

11

Header Page 14 of 126.

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 triển nông thôn đã đề xuất thang độ dốc trên lãnh thổ Việt Nam: 0-30, 380, 8-150, 15-250, trên 250, tuy chƣa đƣợc hoàn thiện nhƣng đây cũng là bƣớc
thống nhất đầu tiên để sử dụng độ dốc ở nƣớc ta [6].
Nguyễn Quang Mỹ đã nghiên cứu ảnh hƣởng của độ dốc đến xói 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

Tổn thất

Năm nghiên

về đất

cứu, địa điểm

(T/ha/năm)

NC

Độ dốc
(00)

Đất bazan

Chè 1 tuổi

3

96

Đất bazan

Chè 1 tuổi

8

211

Đất bazan

Chè 1 tuổi

15

305

Đất phù sa cổ

Sắn 1 tuổi

3

15

Đất phù sa cổ

Sắn 1 tuổi

5

47

Vĩnh Phú

Đất phù sa cổ

Sắn 1 tuổi

8

57

1982-1986

Đất phù sa cổ

Sắn 1 tuổi

22

147

Tây Nguyên
1978-1982

Bảng 1.1 cho thấy nếu độ dốc tăng 2 lần thì cƣờng độ xói 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

Footer Page 14
Số of
hóa126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

12




Header Page 15 of 126.

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
nhân gia tăng xói mòn đất. Trên độ dốc < 30 đã bắt đầu xảy ra xói mòn khi có

Footer Page 15
Số of
hóa126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

13

Header Page 16 of 126.

mƣa to. Từ độ dốc 30 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].
Về nguyên nhân xói mòn , hầu hết các nhà nghiên cƣ́ u trên thế giới đều
thống nhất rằng 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

Footer Page 16
Số of
hóa126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

14




Header Page 17 of 126.

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, điều này cũng hoàn toàn phù hợp với kết luận của
Drissa và 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.

Footer Page 17
Số of
hóa126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

15




Header Page 18 of 126.

- 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]:

Footer Page 18
Số of
hóa126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

16




Header Page 19 of 126.

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]:
M=AI0,75L1,5X1,50
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

Footer Page 19
Số of

hóa126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

17




Header Page 20 of 126.

nghiệm này đƣợc một số nhà khoa học Việt Nam ứng dụng trong các tính
toán của mình để phân cấp tiềm năng xói mòn cho các khu vực khác nhau.
Mô hình USLE
USLE (Universal soil loss equation) – Phƣơng trình mất đất tổng quát
(hay phƣơng trình mất đất phổ dụng) đƣợc Wischmeier và Schmid hoàn thiện
vào năm 1978 từ kết quả của một nỗ lực thống kê lớn ( dữ liệu từ hơn 5000
plot hàng năm). Phƣơng trình đƣợc thiết kế ban đầu nhƣ là một công cụ qui
hoạch để kiểm soát vấn đề xói mòn cho các cánh đồng ở vùng “vành đai ngô”
nƣớc Mỹ [45]. Phƣơng trình mất đất tổng quát cho phép đánh giá ở tỷ lệ từng
cánh đồng lƣợng đất mất do xói mòn khe rãnh và xói mòn liên rãnh. Trong
khung cảnh của phƣơng trình mất đất tổng quát, xói mòn đƣợc định nghĩa là
tổng lƣợng đất đƣợc chuyển tới chân sƣờn dốc nơi các quá trình lắng đọng
quan trọng bắt đầu diễn ra hoặc các dòng chảy bắt đầu đƣợc tập trung lại.
Việc áp dụng cách tiếp cận mô hình hoá phân tích thống kê hồi qui đa
biến để xây dựng phƣơng trình đã cho phép phân tách các nhân tố trọng số
của một loạt biến độc lập (mƣa, đất, địa hình, lớp phủ thực vật và phƣơng
thức canh tác). Hơn nữa, việc sử dụng các tham số đo lƣờng lƣợng mất đất
hàng năm cho phép phƣơng trình này có thể dùng đƣợc trong đánh giá lƣợng
mất đất trung bình hàng năm. Phƣơng trình có đƣợc từ số lƣợng lớn các thửa
đất đƣợc quan sát hiếm khi quá 90m chiều dài và dốc quá 18%. Loại đất mà

mô hình ban đầu đƣợc xây dựng chủ yếu là loại đất cấu trúc hạt vừa [17].
Phƣơng trình mất đất tổng quát có dạng nhƣ sau:
A=R*K*L*S*C*P (Phƣơng trình: Wischmeier WH - Smith DD)
Trong đó:
A: lƣợng đất mất trung bình hàng năm chuyển tới chân sƣờn
(kg/m2.năm)

Footer Page 20
Số of
hóa126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

18




Header Page 21 of 126.

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

mất của thửa đất so với lƣợng đất mất đi của thửa đất chuẩn (bỏ hoá
cách năm)
P: Hệ số canh tác bảo vệ đất (không thứ nguyên) tỷ lệ lƣợng đất mất đi
của thửa đất so với lƣợng đất mất đi của thửa đất chuẩn (trồng luống
theo chiều từ trên xuống sƣờn dốc)
Phƣơng trình ban đầu đƣợc thành lập ở hệ đo lƣờng Anh - Mỹ nhƣng
ngày nay đã đƣợc chuyển sang hệ SI để tiện cho việc tính toán với các dữ liệu
thu thập đƣợc cũng nhƣ đánh giá so sánh USLE với các mô hình xói mòn
khác. Phƣơng trình mất đất tổng quát có thể đƣợc coi là công cụ dự báo có thể
“đánh giá tốt nhất” [17] và chính xác dƣới các điều kiện về khí hậu, đất, địa
hình đã đƣợc Wischmieier và Smith chỉ rõ. Cũng có thể nhận thấy rằng việc
sử dụng phƣơng trình này để tính toán hoặc dự đoán các hiện tƣợng xói mòn
xảy ra trong thời gian ngắn hơn sẽ không chính xác [3] và khi áp dụng
phƣơng trình cho các tỷ lệ khác (qui mô về không gian) cũng cần hết sức thận
trọng. Tuy nhiên, việc phân tách quá trình xói mòn thành các biến độc lập
cũng mang lại khả năng to lớn trong tính toán dự đoán xói mòn, và tƣ duy

Footer Page 21
Số of
hóa126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

19




Header Page 22 of 126.

này, cũng nhƣ bản thân phƣơng trình USLE có thể đƣợc sửa đổi để thích hợp

với những hoàn cảnh cụ thể về tỷ lệ không gian, điều kiện khí hậu cũng nhƣ
các điều kiện địa - vật lý khác bằng cách thay đổi các hệ số của phƣơng trình.
Vì lý do trên, phƣơng trình USLE đã đƣợc thay đổi cho phù hợp với các điều
kiện khác nhau, ví dụ [17]:
- USLE cho đất canh tác nông nghiệp (chính là phƣơng trình gốc của
Wischmeier và Smith)
- USLE cho đất xây dựng (Wischmeier, Jonson và Cross, 1971)
- USLE cho đất rừng (Dissmeier và Foster, 1981)
- USLE trong điều kiện bão (Onstad và Foster, 1974)
- USLE cho đánh giá lƣợng trầm tích của lƣu vực (Williams, 1975)
Trong quá trình phát triển, phƣơng trình USLE cũng đồng thời đƣợc các
chuyên gia đánh giá, đặc biệt là trên khía cạnh áp dụng. Mặc dù vẫn đƣợc coi
là công cụ hữu hiệu trong đánh giá xói mòn do mƣa với ý tƣởng quản lý tổng
hợp lƣu vực và trong các nghiên cứu dựa trên GIS, Baumann và nnk [39], khi
so sánh kết quả nghiên cứu xói mòn của cùng một khu vực trong cùng một
thời kỳ (bang Chiapas, Mexico, 1997) của hai nhóm nghiên cứu cùng sử dụng
phƣơng trình mất đất phổ dụng (USLE) đã thấy có sự khác biệt đáng kể (từ 57
đến 300 t/ha cho vùng cao và 20 đến 859 t/ha cho vùng thấp). Sau khi tìm
hiểu, họ thấy rằng sai lệch do bản đồ chỉ chiếm một phần, còn một phần là do
sai lệch trong quá trình diễn giải và đánh giá cùng một nguồn dữ liệu. Sự phân
tích tập trung vào ba nhân tố chính của phƣơng trình USLE: C, K và R, nghĩa
là sự ảnh hƣởng của lớp phủ thực vật, điều kiện thổ nhƣỡng và đặc điểm mƣa
trong quá trình xói mòn.
Mô hình SEIM
Để đánh giá đƣợc mƣ́c độ xói mòn trên lãnh thổ lớn (toàn bộ Đài Loan),
các tác giả đã sử dụng Mô hình chỉ số xói mòn đất (Soil Erosion Index Model

Footer Page 22
Số of
hóa126.

bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

20




Header Page 23 of 126.

– SEIM). Mô hì nh này nghiên cƣ́u sƣ̣ ảnh hƣởng của các chỉ số khác nhau tới
lƣợng đất xói mòn mà không nhằm tí nh ra cụ thể lƣợng đất xói m òn hàng năm
[15]. Với sƣ̣ có mặt của Ci (chỉ số lớp phủ ) và Ui (chỉ số sử dụng đất ), mô
hình này mang tới bức tranh rõ rệt hơn về tình trạng xói mòn so với mô hình
xói mòn tiềm năng từ phƣơng trình USLE (loại bỏ hệ số C và P). Mô hì nh chỉ
số xói mòn đất có dạng :
Ai=Ki+Ri+Ti+Ci+Ui
Trong đó :
Ki: chỉ số xói mòn của đất
Ri: Chỉ số xói mòn của mƣa
Ti: Chỉ số xói mòn của sƣờn
Ci: Chỉ số xói mòn của lớp phủ
Ui: Chỉ số xói mòn của sử dụng đất.
Để có thể thấy rõ hơn vai trò của các chỉ số tới tiềm năng xói mòn

, các

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

n tạo (artificial index ) gồm Ci và

Ui, tƣ̀ đó có đƣợc kết luận về nhƣ̃ng nơi mà con ngƣời cần có tác động để
giảm thiểu xói mòn
Mô hình ESLE (Emprical Soil loss equation)[17]
Trong nghiên cƣ́u của mì nh , các tác giả đã sử dụng s ố liệu từ khoảng
1841 khoảnh-năm để đánh giá các hệ số trong phƣơng trì nh USLE . Với hệ số
LS, khi áp dụng cho vùng đất dốc , các tác giả đã tìm ra sự khác biệt đáng kể
giƣ̃a kết quả thƣ̣c nghiệm và phƣơng trì nh khi độ dố

c trên 10 độ. Theo tí nh

toán, các tác giả đƣa ra công thức tính LS nhƣ sau :
S=10.8sin(teta) +0.03 khi góc dốc teta<=5 độ
S=16.8sin(teta)-0.5 teta >5-10 độ
S=21.91sin(teta)-0.96 teta>10

Footer Page 23
Số of
hóa126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

21




Header Page 24 of 126.

Để có thể đánh giá đƣợc rõ hơn các tác động của

con ngƣời trong việc

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

3 hệ số mới

(thay thế cho C và P ) gọi là B (biological control ), E(Engineering control ) và
T (tillage). B đặc trƣng cho các tác động đến lớp phủ , E cho các tác động đến
đị a hì nh và T là hƣớng luống canh tác .
1.2.3.2. Mô hình nhận thức
Khác với mô hình kinh nghiệm, các mô hình nhận thức đƣợc phát triển
dựa vào hiểu biết về các qui luật vận động và cơ chế vật lý của quá trình xói
mòn, nghĩa là dựa vào các hiểu biết đã đƣợc lý thuyết hoá dƣới dạng các định
luật hay phƣơng trình vật lý. Các quá trình vật lý của xói mòn có thể đƣợc kể
ra gồm: quá trình bóc tách hạt đất (do năng lƣợng của hạt mƣa rơi hoặc một
dạng năng lƣợng khác); quá trình chuyển tải (với các định luật về dòng chảy
mà quá trình này tuân thủ) và quá trình sa lắng của các hạt đất. Vì thế, cơ sở
lý thuyết của mô hình nhận thức là lý thuyết cơ học chất rắn, chất lỏng và
phân tích mô hình kinh nghiệm.
Mô hình nhận thức đơn giản
Bản chất của các mô hình nhận thức đơn giản là quá trình xói mòn đƣợc
chia ra làm hai bƣớc, bƣớc đất bị bóc tách và bƣớc đất đƣợc chuyển tải tới
cửa ra. Lƣợng đất bị bóc tách thƣờng đƣợc tính theo phƣơng trình mất đất
tổng quát USLE, quá trình chuyển tải đƣợc tính toán qua các hàm diễn toán
thành phần chuyển tải. Các mô hình thuộc loại này có thể kể ra là Mô hình
diễn toán bùn cát theo Muskingum, Sign và Quiroga, 1986; Kết hợp mô hình
mô phỏng mƣa, dòng chảy và bùn cát, Franchini và Schipa, 1993 [3]:
Theo nhận xét của Phạm Hùng [3], mô hình nhận thức đơn giản có các
ƣu điểm và nhƣợc điểm sau:
Ƣu điểm:

Footer Page 24
Số of
hóa126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

22




Header Page 25 of 126.

- Mô tả và tính toán khá chi tiết quá trình chuyển tải hạt đất trên sƣờn
dốc thông qua việc phân chia lƣu vực.
- Không bắt buộc phụ thuộc vào hình dạng xác định.
Nhƣợc điểm: Không hoàn toàn dựa vào quá trình vật lý của hiện tƣợng
xói mòn mà mới chỉ đề cập đến lƣợng đất tổn thất hàng năm.
Mô hình nhận thức phức tạp
Các mô hình loại này đƣợc xây dựng dựa vào bản chất vật lý của hiện
tƣợng xói mòn lƣu vực. Quá trình xói mòn lƣu vực đƣợc mô tả qua ba quá trình
chính: 1) quá trình bóc tách các hạt đất do năng lƣợng của hạt mƣa; 2) quá trình
chuyển tải hạt đất do dòng chảy mặt gây nên và 3) quá trình bồi lắng do khả
năng chuyển tải của bề mặt lƣu vực nhỏ hơn nồng độ tập trung các hạt. Mỗi
quá trình đều tuân thủ những định luật vật lý và có thể mô phỏng đƣợc. Toàn
bộ ba quá trình trên là liên tục và tạo nên động lực của quá trình xói mòn trên
bề mặt lƣu vực. Có thể kể ra các mô hình phổ biến sau: Dự báo xói mòn do
nƣớc (WEPP), Lane và Nearing, 1989; Mô hình xói mòn châu Âu, Morgan,
1992; Chƣơng trình dự báo xói mòn theo quá trình, Schramm, 1994 [3]:
Ƣu điểm quan trọng nhất cần phải kể tới của mô hình nhận thức phức tạp

là nó đã khắc phục nhiều nhƣợc điểm của mô hình nhận thức đơn giản. Cách
mô phỏng sát với quá trình xói mòn trên bề mặt lƣu vực, vì thế, cho phép xem
xét phản ứng của hệ thống thuỷ văn khi muốn thay đổi một bộ phận hay toàn
bộ cấu trúc của hệ thống.
Nhƣợc điểm dễ thấy của mô hình nhận thức phức tạp là đòi hỏi lƣợng
thông tin đầu vào tƣơng đối lớn và chính xác.
1.3. Nghiên cứu xói mòn đất ở Việt Nam
Việt Nam có trên 3/4 diện tích tự nhiên là đồi núi với độ dốc cao, địa hình chia
cắt phức tạp. Trƣớc đây hầu hết các diện tích đồi núi đều có rừng che phủ, ngày nay,
do nhu cầu lƣơng thực thực phẩm, nhu cầu gỗ trong công nghiệp và xây dựng cũng

Footer Page 25
Số of
hóa126.
bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

23