Ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện phú lương, tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

TRẦN HUYỀN TRANG

Đề tài:
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS VÀ VIỄN THÁM ĐÁNH GIÁ
XÓI MÒN ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN
HUYỆN PHÚ LƯƠNG, TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Thái Nguyên, 2016


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

TRẦN HUYỀN TRANG

Đề tài:
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS VÀ VIỄN THÁM ĐÁNH GIÁ
XÓI MÒN ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN
HUYỆN PHÚ LƯƠNG, TỈNH THÁI NGUYÊN

Ngành
Mã số ngành

: Khoa học môi trường
: 60 44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thanh Hải

Thái Nguyên, 2016


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất
kỳ công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được
chỉ rõ nguồn gốc.

Tác giả luận văn

Trần Huyền Trang


LỜI CẢM ƠN
Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Người hướng dẫn khoa
học - TS. Nguyễn Thanh Hải đã tận tính hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá
trình thực hiện luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái
nguyên và các quý Thầy, Cô giáo, cán bộ, viên chức trong phòng đào tạo Sau
đại học và khoa Khoa học Môi trường của trường Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên đã tận tình giảng dạy, hướng dẫn và quan tâm, tạo điều kiện cho tôi

trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các đồng chí lãnh đạo, cán bộ phòng TN&MT
huyện Phú Lương đã tạo điều kiện hỗ trợ cho tôi cả về vật chất cũng như tinh
thần. Xin chân thành cảm ơn các đồng chí lãnh đạo UBND huyện Phú Lương,
Phòng Thống kê; cán bộ và nhân dân các xã trên địa bàn huyện Phú Lương đã
giúp đỡ tôi trong quá trình điều tra và thu thập số liệu thực hiện đề tài.
Cảm ơn tất cả bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã động viên và giúp đỡ
tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng do thời gian và trình độ có hạn nên
đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được ý kiến
đóng góp quý báu của các thầy cô giáo, quý vị và bạn bè để luận văn này
được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 19 tháng 9 năm 2016
Tác giả luận văn

Trần Huyền Trang


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................................. 1
1.2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................................. 2
1.2.1. Mục tiêu tổng quát ..............................................................................................2
1.2.2.

Mục tiêu cụ thể ...................................................................................................2

1.3. Ý nghĩa của đề tài.................................................................................................................... 3
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................... 4

1.1. Cơ sở khoa học ..................................................................................................................... 4
1.1.1. Xói mòn đất ........................................................................................................4
1.1.2.

Một số phương pháp đánh giá xói mòn đất ......................................................13

1.1.3.

Mô hình USLE .................................................................................................20

1.2. Cơ sở thực tiễn .................................................................................................................... 22
1.2.1. Nghiên cứu trên thế giới ...................................................................................22
1.2.2.

Nghiên cứu tại Việt Nam..................................................................................26

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................... 29
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 29
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .........................................................................................29
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................29
2.2. Địa điểm và thời gian tiến hành..............................................................................29
2.2.1. Địa điểm nghiên cứu..........................................................................................29
2.3. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................................... 29
2.4. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................................... 29
2.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu ..............................................................29
2.4.2.

Phương pháp kế thừa ........................................................................................30

2.4.3.

Phương pháp tổng hợp, xử lý dữ liệu ...............................................................30

2.4.4.

Phương pháp xây dựng bản đồ .........................................................................35

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................... 37
3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên................... 37
3.1.1. Điều kiện tự nhiên của huyện Phú Lương, Thái Nguyên .................................37


3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội của huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên ...............43
3.1.3. Đánh giá những thuận lợi và khó khăn của huyện Phú Lương ...........................47
3.2. Xây dựng bản đồ xói mòn đất huyện Phú Lương giai đoạn năm 2010 và 2015.......... 48
3.2.1. Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu bản đồ. ......................................................................48
3.2.2.

Xây dựng bản đồ hệ số xói mòn do mưa (R) ...................................................49

3.2.3.

Thành lập bản đồ hệ số kháng xói của đất (K) .................................................51

3.2.4.

Thành lập bản đồ hệ số địa hình (LS) ..............................................................53

3.2.5.

Thành lập bản đồ hệ số lớp phủ thực vật (C) ...................................................56

3.2.6.

Bản đồ hệ số canh tác (P) .................................................................................59

3.2.7.

Bản đồ xói mòn huyện Phú Lương...................................................................60

3.3. Ảnh hưởng của lượng mưa và lớp phủ thực vật tới xói mòn đất huyện Phú Lương ... 67
3.3.1. Tác động của lượng mưa đối với xói mòn đất huyện Phú Lương giai đoạn 2010-2015 67
3.3.2. Tác động của biến động lớp phủ thực vật tới xói mòn, sạt lở đất .......................67
3.4. Dự báo xói mòn đất dưới sự tác động của biến động sử dụng đất và biến đổi khí hậu
giai đoạn 2015 -2020.................................................................................................................... 70
3.4.1. Biến động sử dụng đất giai đoạn 2015 -2020 theo bản đồ quy hoạch sử dụng đất .....70
3.4.2.

Biến đổi các yếu tố khi hậu dựa theo kịch bản khí hậu giai đoạn 2015 -2020 71

3.4.3.

Xây dựng bản đồ dự báo xói mòn đất giai đoạn 2015 -2020 ...........................72

3.5. Đề xuất một số giải pháp ................................................................................................... 75
3.5.1. Mô hình canh tác chuyên màu và cây công nghiệp ngắn ngày ........................76
3.5.2. Canh tác trồng cây ăn quả dài ngày trồng xen với các loại cây ăn quả ngắn
ngày - cây hoa màu ........................................................................................................76
3.5.3.

Mô hình nông lâm kết hợp ...............................................................................77

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 79
1. Kết luận .....................................................................................................................79
2. Kiến nghị ...................................................................................................................80
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 81


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Ảnh hưởng của độ dốc đến xói mòn đất .......................................................11
Bảng 2.1: Hệ số xói mòn đất của một số loại đất ở Việt Nam ......................................31
Bảng 2.2. Bảng tra hệ số P theo hội khoa học đất quốc tế ............................................35
Bảng 3.1: Độ dốc trên các loại đất của huyện ...............................................................38
Bảng 3.2: Một số thông tin về chế độ khí hậu huyện Phú Lương - Thái Nguyên ........39
Bảng 3.3: Các loại đất chính của huyện Phú Lương .....................................................41
Bảng 3.4: Tình tình sử dụng đất của huyện Phú Lương giai đoạn 2010 – 2015 ...........42
Bảng 3.5: Cơ cấu kinh tế các ngành của huyện Phủ Lương (2010- 2015)....................45
Bảng 3.6: Kết quả tính hệ số R cho các trạm đo mưa huyện Phú Lương .....................49
Bảng 3.7: Hệ số kháng xói các loại đất huyện Phú Lương ..........................................51
Bảng 3.8: Diện tích các cấp độ dốc huyện Phú Lương .................................................54
Bảng 3.9: Kết quả tính toán hệ số LS ............................................................................56
Bảng 3.10: Bảng tính toán hệ số P huyện Phú Lương,Thái Nguyên năm 2010 và 2015 ..... 59
Bảng 3.11: Phân cấp mức độ xói mòn đất theo TCVN 5299 - 1995.............................61
Bảng 3.12: Diện tích xói mòn theo các cấp độ huyện Phú Lương giai đoạn 2010-2015 .....64
Bảng 3.13: Phân cấp xói mòn huyện Phú Lương giai đoạn 2010- 2015 .......................66
Bảng 3.14: Tương quan biến đổi khí hậu và cường độ xói mòn ...................................67
Bảng 3.15.Mối quan hệ diện tích xói mòn với độ che phủ rừn giai đoạn 2010 - 2015 .71
Bảng 3.16: Biến động sử dụng đất giai đoạn 2015 – 2020 theo báo cáo quy hoạch sử
dụng đất đến năm 2020 huyện Phú Lương ....................................................................70
Bảng 3.17: Hệ số lớp phủ C huyện Phú Lương năm 2020 ............................................71

Bảng 3.18: Một số thông tin về chế độ khí hậu huyện Phú Lương, Thái Nguyên theo
kịch bản biến đổi khí hậu trong tương lai ......................................................................71
Bảng 3.19: Phân cấp xói mòn tiêm năng huyện Phú Lương năm 2020 theo đơn vị hành chính75


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Sơ đồ quy trình xây dựng bản đồ hệ số LS ...................................................33
Hình 2.2: Sơ đồ quy trình thực hiện luận văn ...............................................................36
Hình 3.1: Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu....................................................................37
Hình 3.2: Sơ đồ các bước tính toán hệ số R trong GIS .................................................50
Hình 3.4: Bản đồ hệ số xói mòn do mưa huyện Phú Lương năm 2015 ........................50
Hình 3.3: Bản đồ hệ số xói mòn do mưa huyện Phú Lương năm 2010 ........................50
Hình 3.5: Bản đồ hệ số xói mòn của đất –K năm 2010 và 2015 huyện Phú Lương .....52
Hình 3.6: Sơ đồ quy trình xây dựng lớp bản đồ hệ số độ dốc và chiều dài sườn dốc (LS) 53
Hình 3.8: Bản đồ độ dốc năm 2010 và 2015 huyện Phú Lương ...................................54
Hình 3.7: Mô hình số độ cao DEM huyện Phú Lương .................................................54
Hình 3.9: Bản đồ hệ số LS năm 2010 và 2015 huyện Phú Lương ................................55
Hình 3.10: Bản đồ chỉ số khác biệt thực vật NDVI huyện Phú Lương năm 2010 ........58
Hình 3.11: Bản đồ chỉ số khác biệt thực vật NDVI huyện Phú Lương năm 2015 ........58
Hình 3.12: Bản đồ hệ số lớp phủ và quản lý đất –C huyện Phú Lương năm 2010 .......58
Hình 3.13: Bản đồ hệ số lớp phủ và quản lý đất –C huyện Phú Lương năm 2015 .......58
Hình 3.14: Bản đồ hệ số xói mòn do biện pháp canh tác P huyện Phú Lương năm
2010 và 2015 .................................................................................................................60
Hình 3.15: Bản đồ phân cấp xói mòn đất huyện phú lương năm 2010 .........................62
Hình 3.16: Bản đồ phân cấp xói mòn đất huyện phú lương năm 2015 .........................63
Hình 3.17: Biểu đồ cơ cấu diện tích phân cấp xói mòn huyện Phú Lương năm 2020 ..72
Hình 3.18: Bản đồ dự báo xói mòn đất huyện Phú Lương năm 2020 ...........................74


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt
EUROSEM
FAO
GIS
IDW
KT-XH
NDVI
RS
RUSLE/MUSLE
SALT
SWAT
TCVN
USLE
VAC

Giải nghĩa
The European Soil Erosion Model
Mô hình xói mòn đất châu Âu
Food and Agriculture Organization of the United Nations
Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc
Geographic Information System
Hệ thống thông tin địa lý
Invert Distance Weighted
Phép nội suy trị trung bình trọng số nghịch
Kinh tế - xã hội
Normalized Difference Vegetation Index
Chỉ số khác biệt thực vật
Remote sensing
Viễn thám

Revised/Modified Universal Soil Loss Equation
Phương trình mất đất phổ dụng biến đổi
Sloping Agricultural Land Technology
Mô hình canh tác nông nghiệp bền vững trên đất dốc
Soil and Water Assessment Tool
Công cụ đánh giá nước và đất
Tiêu chuẩn Việt Nam
Universal Soil Loss Equation
Phương trình mất đất toàn cầu
Vườn-Ao-Chuồng

VACR

Vườn-Ao-Chuồng-Rừng

WEPP

Water Erosion Prediction Project
Mô hình dự án dự báo xói mòn đất do nước


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Xói mòn đất, mất đất là một mối đe dọa lớn về môi trường cho phát triển bền
vững và năng lực sản xuất của các ngành. Đây được coi là một trong những hiểm họa
của vùng đất dốc Việt Nam, gây ra sự suy thoái đất, mất đất và đó cũng là nguyên
nhân gây ra suy thoái môi trường. Xói mòn, sạt lở gây ra những tổn thất đến sản xuất
nông nghiệp, cơ sở hạ tầng và chất lượng nước. Những nguyên nhân tiềm năng cho sự
xói mòn đất tăng lên có thể do sự gia tăng nhiệt độ, lượng mưa thay đổi, và sự biến đổi
sử dụng đất, chế độ canh tác dẫn đến sự thay đổi về lớp phủ thực vật. Biến đổi khí hậu

sẽ ảnh hưởng tới sự xói mòn đất dựa trên một loạt các yếu tố như lượng mưa tác động
đến độ ẩm của đất và khả năng sinh trưởng của thực vật, và các tác dụng do việc làm
dụng phân bón hóa học gây ảnh hưởng đến chất lượng đất cũng như sự phát triển của
cây trồng tự nhiên. Lượng mưa là nguyên nhân chính ảnh hưởng đến sự cân bằng năng
lượng của quá trình xói mòn đất, sức mạnh ăn mòn của nước mưa có một tác động trực
tiếp đến việc xói mòn, sạt lở đất. Biến đổi khí hậu sẽ ảnh hưởng tới sự xói mòn đất dựa
trên nhiều yếu tố, bao gồm cường độ và lượng mưa, tác động nhiệt độ đến độ ẩm của
đất và tăng trưởng thực vật
Sử dụng đất hay thảm thực vật được định nghĩa là các lớp quan sát vật lý bao gồm
cả thảm thực vật tự nhiên, rừng trồng và công trình xây dựng của con người. Việc giảm độ
che phủ của thảm thực vật có thể làm tăng xói mòn đất. Mối quan hệ này là lý do tại sao
thảm thực vật và sử dụng đất đã được đưa rộng rãi trong nghiên cứu xói mòn đất.
Ngày nay với sự phát triển khoa học và công nghệ, sự ra đời của công nghệ viễn
thám và GIS là một sự thay thế về công nghệ và phương pháp hữu hiệu trong đời sống,
đặc biệt là trong quản lý tài nguyên và môi trường. Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu
chứng minh về tính ưu thế của công nghệ này. GIS có thể tích hợp bổ xung những hạn
chế của các mô hình tính toán đã có, từ đó có thể mô hình hóa, không gian hóa đối với
mục đích yêu cứu. Viễn thám đã được chứng minh là một công cụ hữu ích, không tốn
kém và hiệu quả trong lập bản đồ và phát hiện thay đổi biến đổi sử dụng đất hay thảm
thực vật. Nó có thể cung cấp các dữ liệu cần thiết cho mô hình xói mòn trong GIS. Do
tính chất phức tạp của quá trình xói mòn, và những thách thức của việc định lượng các
1


quá trình này, sự tích hợp viễn thám, GIS và mô hình hóa dựa trên cách tiếp cận là rất
quan trọng cho việc đánh giá thành công của các tác động của thay đổi sử dụng đất đối
với tài nguyên đất.
Phú Lương là một huyện thuộc tỉnh Thái Nguyên có địa hình chủ yếu là đồi núi
thấp, thuận lợi cho phát triển nông, lâm nghiệp và xây dựng các công trình công
nghiệp. Tuy nhiên, bên cạnh những thuận lợi cho phát triển kinh tế, còn có những khó

khăn do tai biến thiên nhiên gây ra như: lũ quét, lũ bùn đá, trượt lở đất, xói mòn đất…
Các hiện tượng đó không chỉ để lại những hậu quả môi trường nặng nề, mà còn ảnh
hưởng không nhỏ tới sự phát triển kinh tế - xã hội, cũng như đời sống của nhân dân
trong khu vực. nguyên nhân hình thành các tai biến không chỉ xuất phát từ thiên nhiên
mà còn do các hoạt động sinh sống và sản xuất của con người gây ra biểu hiện chính là
quá trình biến đổi sử dụng đất. Trong những năm gần đây, từ năm 2009 trở lại đây,
trên địa bàn hay xảy ra mưa lớn, lũ quét diễn ra nhiều hơn với cường độ lớn hơn, các
hiện tượng xói mòn, sạt lở diễn ra nhiều hơn và xảy ra bất ngờ gây ra thiệt hại lớn về
người và của cho người dân trên địa bàn. Tuy nhiên cho đến thời điểm này chưa có
nghiên cứu nào về xói mòn, sạt lở trên địa bàn này.
Xuất phát từ thực tiễn trên, nghiên cứu: “Ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám
đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên” là bài toán
cấp thiết và có ý nghĩa to lớn trong việc cảnh báo và dự báo hiện tượng xói mòn đất nhằm
giảm thiệt hại, giúp các nhà quản lý chủ động hơn trong công tác phòng chống hiện tượng
thiên tai.
1.2. Mục tiêu của đề tài
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
Ứng dụng công nghệ GIS, dữ liệu viễn thám đánh giá quá trình xói mòn đất trên địa
bàn huyện Phú Lương từ đó đề xuất một số biện pháp hạn chế xói mòn cho địa phương.
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
- Xây dựng bản đồ xói mòn đất, và đánh giá mối quan hệ tác động giữa lớp phủ
và các yếu tố lượng mưa đến cường độ xói mòn đất trên địa bàn nghiên cứu giai đoạn
2010- 2015.
- Kết hợp dữ liệu kịch bản Biến đổi khí hậu và báo cáo quy hoạch sử dụng đất dự
2


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,

kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất
kỳ công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được
chỉ rõ nguồn gốc.

Tác giả luận văn

Trần Huyền Trang


Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học
1.1.1.

Xói mòn đất

a) Khái niệm
Chúng ta có nhiều khái niệm khác nhau về xói mòn đất như:
Xói mòn là một cụm từ Latinh “erosion” thể hiện sự ăn mòn dần. Theo định
nghĩa của Từ điển Bách khoa Toàn thư Việt Nam [20] thì xói mòn đất được hiểu là
“Quá trình các tác nhân khí hậu (mưa, gió), đôi khi cả con người (các hoạt động chặt
phá rừng để lấy đất canh tác, phát triển cơ sở hạ tầng như xây nhà, làm đường, v.v.) tác
động lên mặt đất làm cho lớp mặt của đất, keo mùn, những tầng đất tơi xốp, các vụn
đất và đá sét bị mất đi hoặc trôi theo sườn dốc”.
Ellison (1944) [24]: “Xói mòn là hiện tượng di chuyển đất bởi nước mưa, bởi gió
dưới tác động của trọng lực lên bề mặt của đất. Xói mòn đất được xem như là một hàm
số với biến số là loại đất, độ dốc địa hình, mật độ che phủ của thảm thực vật, lượng
mưa và cường độ mưa”.
Theo FAO (1994) [28]: “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.”
Viện sĩ L. I. Paraxolop (dẫn theo Zakharov, 1981) [17] cho rằng “Xói mòn đất cần
phải hiểu là những hiện tượng phá hủy và cuốn trôi theo đất cũng như các quặng xốp
bằng dòng nước và gió thể hiện dưới nhiều hình thức và rất phổ biến”.
Husdson (1981) [11] coi xói mòn là quá trình san bằng, trong đó các hạt đất hay
đá cứng bị nhào lộn, rửa trôi và di chuyển dưới tác dụng của trọng lực, gió và nước là
động lực chính của quá trình này.
Nguyễn Quang Mỹ cho rằng [9]: Xói mòn đất là quá trình phá hủy lớp thổ
nhưỡng (bao gồm phá hủy các thành phần cơ, lý, hóa, chất dinh dưỡng v.v... của đất)
dưới 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 hưởng trực tiếp đến sự sống và
phát triển của thảm thực vật rừng, thảm cây trồng khác..

4


Tóm lại, xói mòn đất là quá trình phá hủy lớp thổ nhưỡng bề mặt dưới tác động
của các yếu tố tự nhiên và kinh tế xã hội, làm mất đất, giảm chất lượng đất và ảnh
hưởng đến môi trường, kinh tế xã hội.
b) Phân loại xói mòn
Trong quá trình nghiên cứu xói mòn đất, người ta đi đến một số khái niệm sau:
- Xói mòn đất tự nhiên (xói mòn địa chất): Xảy ra do tác động của lực tự nhiên
lên mặt đất.
- Xói mòn gia tốc: Hoạt động sản xuất nông nghiệp và một số hoạt động của con
người đã làm mất cân bằng tự nhiên (giữa đất, thảm thực vật và các yếu tố khí hậu). Khi
sự cân bằng tự nhiên bị phá vỡ thì sẽ xảy ra xói mòn mặt đất với tốc độ rất nhanh, nhanh
hơn quá trình hình thành đất. Loại xói mòn này gọi là xói mòn gia tốc. Xói mòn gia tốc
làm bề mặt đất bị bào mòn nghiêm trọng và làm giảm sút độ phì của đất.
Căn cứ vào tác nhân gây ra xói mòn, người ta phân ra xói mòn đất thành 5 dạng:
xói mòn do nước, do gió, do trọng lực, do tuyết tan và do dòng bùn đá.

(a)Xói mòn do nước: Xói mòn này được phân thành xói mòn bề mặt và xói mòn
dạng tuyến tạo thành rãnh xói. Sự rửa trôi đất là do mưa khi rơi xuống tạo mạng lưới
dòng chảy ở các liên sườn nghiêng. Tuy nhiên dạng dòng chảy này chỉ mang tính tạm
thời. Lượng dòng chảy mặt và lượng xói mòn được xác định bằng cách kết hợp nhiều
nhân tố tự nhiên và xã hội. Lượng dòng chảy mặt vừa là tác nhân gây xói mòn, vừa là
động lực chính vận chuyển bùn cát trên bề mặt lưu vực và các rãnh xói. Trong quá trình
chuyển tải bùn cát do mưa gây xói sẽ xuất hiện quá trình sa lắng các hạt đất khi mà lưu
lượng bùn cát vượt quá sức tải của dòng nước trên bề mặt lưu vực và rãnh. Đây chính là
quá trình cơ bản của xói mòn bề mặt lưu vực. Xói mòn dạng tuyến tạo thành rãnh xói
phát sinh bởi những dòng nước tập trung vào địa hình võng, trũng. Dòng chảy ở đây có
tốc độ lớn, sức tàn phá mạnh do đó theo thời gian tạo thành hệ thống rãnh xói.
+ Theo Bennett (1993) [25] có 4 loại dạng xói mòn do nước như sau:
- Xói mòn dạng phẳng: ở dạng xói mòn này quá trình rửa trôi các hạt đất xảy ra
đồng đều trên bề mặt khu vực đất dốc. Để có thể rửa trôi các hạt đất lượng mưa cần
phải có đủ để tạo dòng chảy bề mặt. Theo Bennett điều này rất khó xác định nhưng lại
là dạng xói mòn xảy ra phổ biến nhất.
5


- Xói mòn dạng rãnh: dạng xói mòn này thực chất là giai đoạn tiếp theo của xói
mòn dạng phẳng, lượng đất mất cũng lớn tương tự như xói mòn dạng phẳng, dạng xói
mòn này rất dễ nhận ra do hình thái của bề mặt bị xói mòn.
- Xói mòn dạng mương xói: Dạng xói mòn này gặp ở các khu vực tập trung
dòng chảy bề mặt, tạo nên xói mòn dạng tuyến tính.
- Xói mòn xảy ra do tác động va đập: Tác động của mưa gây ra xói mòn đối với
đất gồm các tác động va đập phá vỡ, làm tách rời các hạt đất và sau đó vận chuyển các
hạt đất bị phá hủy theo các dòng chảy tràn trên mặt đất.
(b)

Xói mòn do gió: Xói mòn này có thể xuất hiện ở bất cứ dạng địa hình nào.

Gió mang sản phẩm xói mòn theo những hướng khác nhau. Tuy nhiên, mức độ phá
hủy đất phụ thuộc vào địa hình khu vực và loại đất.
(c)

Xói mòn trọng lực: Xói mòn này xuất hiện do tác động kết hợp giữa trọng

lực của đất đá trên sườn dốc và dòng chảy tràn. Mặc dù mang tính địa phương nhưng
nó có thể mang đến thảm họa khủng khiếp.
(d)

Xói mòn dòng bùn đá: Là một loại lũ quét đi qua các vùng đất đá bở rời và

địa hình thuận lợi cho việc tập trung nước và chất rắn.
(e)

Xói mòn do tuyết tan, băng tan: Xói mòn mạnh hay yếu là phụ thuộc vào

yếu tố cường độ mưa và lượng mưa, độ dốc, chiều dài sườn, hướng phơi của địa hình,
địa hình bề mặt, đặc điểm của lớp phủ thổ nhưỡng và thảm thực vật, tình trạng sử dụng
đất, kỹ thuật trồng trọt, phương pháp tổ chức sản xuất và các yếu tố xã hội.
c) Các quá trình xói mòn đất
Các quá trình xói mòn gồm: Xói lở sông suối và xói mòn, rửa trôi bề mặt.
Xói lở sông suối
Quá trình xói lở sông suối được xác định theo công thức về động năng của dòng
chảy [9].
F=vm2/2
Trong đó:
F: là động năng của khối nước chảy
m: là khối lượng nước chảy

v: là vận tốc dòng chảy
Như vậy động năng của dòng chảy tỉ lệ thuận với bình phương của tốc độ dòng
chảy. Trong quá trình xói lở, dòng chảy tạo ra vật liệu, phù sa. Tùy theo kích thước
6


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.
Xói mòn và rửa trôi bề mặt
Là quá trình xói mòn do dòng chảy tạm thời trên sườn lúc mưa hoặc tuyết tan và
chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố tự nhiên, trong đó yếu tố địa hình là quan trọng nhất.
d)

Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất
Zakharov (1981) [17] cho rằng, các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hình thành và

mức độ xói mòn chia ra làm hai nhóm: 1) Nhóm các yếu tố lịch sử tự nhiên hay là
nhóm các yếu tố thiên nhiên; 2) nhóm các yếu tố kinh tế - xã hội, liên quan đến quá
trình hoạt động sản xuất của con người. Trong giai đoạn trước thời kỳ lịch sử thì sự
phát triển của xói mòn chỉ được xác định bằng những yếu tố lịch sử tự nhiên. Cùng với
mức độ gia tăng hoạt động sản xuất của con người và khai khẩn các lãnh thổ đất đai thì
xói mòn đã tăng một cách đáng kể, đồng thời nó trở nên phụ thuộc chủ yếu vào
phương pháp sử dụng đất đai. Xói mòn hiện tại thường là do sự kết hợp của hai nhóm
yếu tố gây ra. Các yếu tố thiên nhiên tạo ra các điều kiện cho xói mòn xuất hiện, còn
hoạt động sản xuất một cách không khoa học của con người là nguyên nhân chính gây
ra xói mòn. Các yếu tố lịch sử tự nhiên quan trọng nhất bao gồm: khí hậu, địa hình, đất
đai, thực vật.
Các nghiên cứu khác đều cho thấy sự phá hủy và vận chuyển đất mạnh hay yếu
tùy thuộc vào ảnh hưởng của tập hợp các yếu tố; trong đó, chủ yếu là: khí hậu, thổ

nhưỡng, địa hình, thực vật, các biện pháp canh tác và bảo vệ đất.
Căn cứ theo kết quả nghiên cứu quá trình xói mòn của các nhà khoa học (Ellision
1944, Wishmeier và Smith 1978...) thì các yếu tố ảnh hưởng đến xói mòn đất gồm:
mưa, địa hình, thổ nhưỡng, độ che phủ bề mặt, yếu tố con người
(a) Yếu tố khí hậu- Yếu tố mưa (Rainfall Erosion Index)
Theo Wischmeier và Smith (1958) [32], Hudson (1981) [11], trong các yếu tố khí
hậu (gồm: mưa, độ ẩm, bức xạ mặt trời...) thì mưa (bao gồm cả tuyết) là yếu tố quan
trọng hơn cả đối với xói mòn đất do nước. Mưa vừa là tác nhân phá hủy đất vừa là

7


LỜI CẢM ƠN
Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Người hướng dẫn khoa
học - TS. Nguyễn Thanh Hải đã tận tính hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá
trình thực hiện luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái
nguyên và các quý Thầy, Cô giáo, cán bộ, viên chức trong phòng đào tạo Sau
đại học và khoa Khoa học Môi trường của trường Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên đã tận tình giảng dạy, hướng dẫn và quan tâm, tạo điều kiện cho tôi
trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các đồng chí lãnh đạo, cán bộ phòng TN&MT
huyện Phú Lương đã tạo điều kiện hỗ trợ cho tôi cả về vật chất cũng như tinh
thần. Xin chân thành cảm ơn các đồng chí lãnh đạo UBND huyện Phú Lương,
Phòng Thống kê; cán bộ và nhân dân các xã trên địa bàn huyện Phú Lương đã
giúp đỡ tôi trong quá trình điều tra và thu thập số liệu thực hiện đề tài.
Cảm ơn tất cả bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã động viên và giúp đỡ
tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng do thời gian và trình độ có hạn nên
đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được ý kiến

đóng góp quý báu của các thầy cô giáo, quý vị và bạn bè để luận văn này
được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 19 tháng 9 năm 2016
Tác giả luận văn

Trần Huyền Trang


hạt kết càng cao nếu hàm lượng Các bon tổng số (C%) càng lớn hay tỷ lệ sét càng
tăng. Để chống lại xói mòn tốt, đất cần có cấu trúc tốt, thành phần cơ giới nặng có độ
kết dính cao.
- Kết cấu của đất: Kết cấu của đất cũng là yếu tố quan trọng xác định
các quá trình xói mòn; đất mà thành phần hạt của nó có kết cấu bền thì đất đó
khó bị rửa trôi. Các cấu trúc lớn có độ bền cao được hình thành trong những đất có
hàm lượng chất hữu cơ và hàm lượng các hạt bùn cao, trong thành phần hấp phụ của
chúng chứa cation canxi; nếu trong thành phần hấp phụ, lượng canxi được tăng lên thì
khả năng chống xói mòn của đất cũng gia tăng. Độ bền của kết cấu sẽ giảm đi rất
nhiều và chúng dễ dàng bị nước phá hủy nếu như thành phần hấp phụ của đất chứa
toàn natri. Đất càng bị chua thì khả năng bị xói mòn càng cao.
- Chất mùn: Nhờ hợp chất hữu cơ mà những hạt kết đất được hình thành, tính
liên kết giữa chúng cao nên tính bền vững trong nước tăng lên. Từ đó, chất mùn là một
yếu tố quan trọng trong quá trình hình thành và bảo vệ kết cấu bền của đất.
- Độ ẩm: Độ ẩm của đất tăng thì sự rửa trôi cũng tăng nhưng ở mức độ yếu hơn
so với sự gia tăng dòng chảy. Nghiên cứu của Zakharov và cộng sự (Zakharov,) [17]
cho thấy: nếu độ ẩm của lớp đất 10 cm thay đổi từ 16,8 - 35,5%, mức độ mưa 2
mm/phút trên đất dốc nghiêng 100 (đất sét pha trung bình cacbonat) thì sự rửa trôi tăng
1,43 lần, còn dòng chảy tăng lên gấp 2 lần và chiếm 84,3% lượng nước mưa rơi xuống
mặt dốc; nếu độ ẩm của đất là 16,8% thì lượng nước mưa chảy mất chỉ chiếm 41,8%
tổng lượng nước mưa rơi.

- Cấu tạo địa chất: Xói mòn nước xuất hiện trên những đất được hình thành tại
các khoáng sét có độ ngấm nước không cao lại dễ bị rửa trôi (như hoàng thổ). Trên các
loại cát phong tích và bồi tích cổ có khả năng ngấm nước cao, xói mòn phát triển rất
yếu. Về vấn đề này, N. I. Xuxo (dẫn theo Zakharov) [17] khẳng định: mặc dù địa hình
là yếu tố chủ yếu gây xói mòn nhưng trong các loại trạng thái của nó, xói mòn cũng
thể hiện sự tác động của cấu tạo địa chất khu vực.
(c) Thực vật - Yếu tố che phủ bề mặt (Crop management factor)

9


Dưới tác động của mưa thì những vùng đất trống, có độ dốc lớn khả năng xói
mòn sẽ rất cao. Nhưng khi đất có lớp thảm phủ thực vật, lớp thảm phủ thực vật sẽ có
hai tác dụng chính: [8]
- Thứ nhất hấp thu năng lượng tác động của hạt mưa, phân tán lực của mưa,
nước có khả năng chảy xuống dọc theo thân cây xuống đất làm giảm đi lực tác động
của hạt mưa đối cấu trúc đất.
- Thứ hai vật rơi rụng của lớp thực phủ như lá, cành cây, tạo ra một lượng mùn
làm cho đất tơi xốp, giữ đất, giữ nước, làm giảm lưu lượng dòng chảy tràn trên bề mặt
Tóm lại, mỗi loài thực vật có một đặc trưng riêng nên thực vật có ảnh hưởng
khác nhau đến quá trình xói mòn. Thực vật càng phát triển xanh tốt và mức độ che phủ
của nó càng dày thì vai trò bảo vệ đất và giữ nước của nó càng lớn.
Cây cối có ý nghĩa lớn trong việc bảo vệ đất khỏi xói mòn do gió, người ta xếp
loại thực vật theo mức độ giảm dần chống xói mòn như sau:
- Các băng bảo vệ có cây gỗ - bụi (tự nhiên và nhân tạo);
- Cỏ tự nhiên - đồng cỏ;
- Vườn cây ăn quả trồng theo hàng;
- Cây nông nghiệp: Hỗn hợp đậu, cỏ, hòa thảo, cây ngũ cốc, cây họ đậu, cây
màu nói chung.
Một số nhà khoa học cho rằng cây màu trồng trên đất dốc có thể làm tăng mức độ

xói mòn.
Rừng và cây cỏ thường xuyên chịu sự tác động của con người, nếu như ta bảo vệ
và phát triển nó lên thì có thể làm giảm hoặc chặn đứng hoàn toàn được xói mòn và
ngược lại, nếu như ta phá hủy thực vật đi thì sẽ dẫn tới sự xuất hiện xói mòn.
(d) Địa hình – Yếu tố địa hình (LS-factor)
Địa hình cũng là nhân tố tự nhiên ảnh hưởng lớn đến xói mòn đất. Nếu xét trên
diện rộng, địa hình có tác dụng làm thay đổi sự phân bố nhiệt và lượng mưa rơi xuống.
Sự thay đổi về độ cao kéo theo sự thay đổi về nhiệt độ, mưa, ẩm. Các yếu tố địa hình
như độ dốc, chiều dài sườn dốc, hình dạng (lồi, lõm, thẳng, bậc thang v.v...) mức độ
chia cắt ngang của địa hình ảnh hưởng trực tiếp đến xói mòn đất.

10


Độ dốc của sườn là yếu tố địa hình có ảnh hưởng lớn nhất đến quá trình xói mòn.
Độ dốc lớn làm tăng cường 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, 3-80, 8-150, 15-250, trên 250, tuy chưa được hoàn
thiện nhưng đây cũng là bước thống nhất đầu tiên để sử dụng độ dốc ở nước ta [9].
Nguyễn Quang Mỹ đã nghiên cứu ảnh hưởng 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 hưởng của độ dốc đến xói mòn đất
Loại đất

Cây trồng

Độ dốc
(00)

Tổn thất về

đất
(T/ha/năm)

Năm nghiên cứu,
địa điếm 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 1982-

Đất phù sa cổ

Sắn 1 tuổi

8

57

1986

Đất phù sa cổ

Sắn 1 tuổi

22

147

Tây Nguyên
1978-1982

(Nguồn: Nguyễn Quang Mỹ, 2005)
Chiều dài sườn dốc cũng là nhân tố ảnh hưởng đến quá trình xói mòn đất. Chiều
dài sườn càng tăng, khối lượng nước càng lớn, lớp nước càng dày, tốc độ và năng
lượng dòng chảy càng lớn thì quá trình rửa trôi, xói mòn đất càng xảy ra mạnh. Nếu
tăng chiều dài sườn dốc lên 2 lần thì xói mòn đất tăng từ 2 đến 7,5 lần [9]
Việt Nam có trên 3/4 lãnh thổ là đồi núi, mạng lưới sông suối dày đặc, sông
ngắn, dốc, lượng mưa lớn, 85-90% lượng mưa tập trung vào mùa mưa, do đó xói mòn
có điều kiện xảy ra mạnh.
(e) Yếu tố con người (Practice Human)
Lịch sử canh tác cho thấy rằng, xói mòn hiện tại xuất hiện là do kết quả con
người sử dụng đất đai một cách không khoa học. Bennet và Loudecmin (dẫn theo
Zakharov [17] cho rằng, xói mòn đất cùng với tuổi canh tác, xói mòn bắt đầu khi mà
11


mưa rào rơi trên những luống cày đầu tiên được xới lên bằng những công cụ rất thô sơ
của thời kỳ tiền lịch sử. Kỹ thuật canh tác giữ một vai trò đáng kể trong việc phát triển
xói mòn. Đất bị cày từ năm này qua năm khác ở độ sâu 9-l1 cm sẽ hình thành lớp đệm.
Nước ngấm từ bề mặt xuống dễ dàng chảy theo lớp đệm này, rửa trôi lớp đất xốp phía
trên, làm mất kết cấu lớp đất canh tác và từ đó đất dễ bị nước và gió cuốn đi.
Con người ảnh hưởng 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
mưa xuống quá trình xói mòn bề mặt xảy ra mạnh.
Canh tác trên đất dốc không khoa học, du canh du cư cũng là những tác nhân gia tăng
xói mòn đất. Trên độ dốc < 30 đã bắt đầu xảy ra xói mòn khi có mưa to. Từ độ dốc 30 trở
lên, tùy vào yếu tố đất đai, thực vật, lượng mưa v.v... mà quá trình xói mòn xảy ra mạnh hay
yếu. Qua số liệu của lâm trường Cầu Hai (Phú Thọ) cho thấy rừng phủ kín chỉ trôi đi 1 tấn
đất/ha/năm trong khi các nương sắn lại mất 147 tấn đất/ha/năm [9]. Rõ ràng biện pháp canh
tác không hợp lý đã gây tác hại lớn, ảnh hưởng xấu đến quá trình xói mòn đất.
e) Tác hại của xói mòn đất
Xói mòn đất đã gây ra nhiều thiệt hại cho sản xuất nông nghiệp, môi trường và hệ
sinh thái bao gồm[3]:
- Mất đất, chất dinh dưỡng trong đất: Lượng đất bị mất do xói mòn là rất lớn, làm
giảm đi quỹ đất cho sản xuất nông nghiệp. Lượng chất dinh dưỡng trên bề mặt đất bị xói
mòn cuốn đi hết lượng dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng. Ngoài ra lượng chất dinh
dưỡng bị mất đi còn làm thay đổi cả tính chất hóa lý của đất.
- Năng suất cây trồng: Năng suất cây trồng bị giảm mạnh do đất bị mất đi chất dinh
dưỡng. Nghiêm trọng hơn, nhiều nơi do xói mòn đất mà sau nhiều vụ thu hoạch thì những
vụ sau đó đã không thể thu hoạch được.
- Gây hại đến môi trường, hệ sinh thái: 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 nước. Xói mòn còn gây ô nhiễm nguồn nước do trong hạt đất có
12


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................................. 1

1.2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................................. 2
1.2.1. Mục tiêu tổng quát ..............................................................................................2
1.2.2.

Mục tiêu cụ thể ...................................................................................................2

1.3. Ý nghĩa của đề tài.................................................................................................................... 3
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................... 4
1.1. Cơ sở khoa học ..................................................................................................................... 4
1.1.1. Xói mòn đất ........................................................................................................4
1.1.2.

Một số phương pháp đánh giá xói mòn đất ......................................................13

1.1.3.

Mô hình USLE .................................................................................................20

1.2. Cơ sở thực tiễn .................................................................................................................... 22
1.2.1. Nghiên cứu trên thế giới ...................................................................................22
1.2.2.

Nghiên cứu tại Việt Nam..................................................................................26

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................... 29
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 29
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .........................................................................................29
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................29
2.2. Địa điểm và thời gian tiến hành..............................................................................29
2.2.1. Địa điểm nghiên cứu..........................................................................................29

2.3. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................................... 29
2.4. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................................... 29
2.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu ..............................................................29
2.4.2.

Phương pháp kế thừa ........................................................................................30

2.4.3.

Phương pháp tổng hợp, xử lý dữ liệu ...............................................................30

2.4.4.

Phương pháp xây dựng bản đồ .........................................................................35

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................... 37
3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên................... 37
3.1.1. Điều kiện tự nhiên của huyện Phú Lương, Thái Nguyên .................................37


sức khó khăn. Để khắc phục nhược điểm này khi áp dụng đối với khu vực có làm đất
người ta tính từ thời điểm làm đất sau cùng và xác định độ bào mòn của tầng đất cày.
Tuy vậy phương pháp này có thể đánh giá tổng quát về hiện tượng xói mòn trên khu
vực nghiên cứu, từ đó xác định được phương pháp nghiên cứu xói mòn đất chính xác hơn.
+ Phương pháp đóng cọc. Phương pháp đóng cọc được sử dụng ở các vùng xa
các trung tâm nghiên cứu, điều kiện xây dựng các trạm nghiên cứu khó khăn, việc thu
thập các số liệu không thường xuyên, các cọc được đóng trước mùa mưa, số lượng cọc
tùy theo quy mô khu vực nghiên cứu. Cọc được sử dụng như sau: trên chiều dài sườn
dốc bố trí hệ thống cọc ở 3 vị trí đỉnh dốc, sườn dốc và chân dốc, điểm đặt cọc ở chân
dốc phải ở vị trí không bị xói mòn và cũng không bị bồi tụ lắng đọng. Sau từng thời

gian nhất định đo độ sâu bị bào mòn (so với thời điểm đóng cọc) với kết quả của cọc
đóng trên đỉnh và ở sườn, thì ta có thể tính độ sâu trung bình của quá trình bào mòn.
Hạn chế của phương pháp này là hệ thống cọc đóng hay bị thất lạc, thời gian theo
dõi kéo dài, cọc đóng ảnh hưởng tới các tính chất vật lý của nơi đóng cọc, bản thân cọc
làm ảnh hưởng đến dòng chảy, khi xác định độ sâu bào mòn chủ yếu dùng thước đo và
bằng mắt thường cho nên độ chính xác của lượng đất mất được xác định là không cao.
Tuy nhiên phương pháp này vẫn dùng ở những nơi không thể áp dụng các phương
pháp nghiên cứu khác.
+ Phương pháp đo bộ rễ thực vật. Phương pháp này được các nhà khoa học châu
Âu và châu Phi áp dụng. Cơ sở của phương pháp này là khi bị bào mòn rửa trôi rễ thực
vật vẫn ở độ cao nhất định và như vậy cổ rễ thực vật sẽ nổi lên trên mặt đất. Xác định
thời điểm từ lúc trồng đến thời điểm nghiên cứu ta xác định được mức độ xói mòn
trong khoảng thời gian đó và tính được lượng đất bị bào mòn hàng năm.
Phương pháp này có độ chính xác không cao nhưng dễ áp dụng, không đòi hỏi
phương tiện nghiên cứu phức tạp.
+ Phương pháp thu hứng. Phương pháp này được áp dụng nhiều ở Mỹ, Châu Á...
Ở Việt Nam nhóm các nhà nghiên cứu do Nguyễn Quang Mỹ và cộng sự (1983) [10]
với công trình "Nghiên cứu xói mòn và thử nghiệm một số biện pháp chống xói mòn
đất nông nghiệp Tây Nguyên" đã sử dụng để nghiên cứu xói mòn đất tại Tây Nguyên.

14


Phương pháp này được thực hiện như sau: Trên diện tích đất nhất định, được cô
lập không bị ảnh hưởng của dòng chảy và vật chất xói mòn từ xung quanh (có thể
dùng bờ ngăn hay rãnh ngăn). Phía cuối ô đất đặt bộ phận thu đất. Sau khoảng thời
gian nhất định thì thu lượng bồi lắng và đem cân, qua đó sẽ tính toán được lượng đất bị
xói mòn trên một đơn vị diện tích.
Phương pháp xác định xói mòn bằng cách thu đất bị rửa trôi cho kết quả chính
xác, đánh giá được được lượng đất mất do tất cả các dạng xói mòn do nước. Tuy nhiên

phương pháp này đòi hỏi nhiều công đoạn phức tạp và trang thiết bị đắt tiền, do vậy
phương pháp này thường sử dụng để phục vụ cho việc nghiên cứu, thiết lập các tham
số hay các phương trình, mô hình chuẩn đoán xói mòn.
+ Phương pháp nghiên cứu xói mòn bằng đồng vị phóng xạ. Phương pháp nghiên
cứu xói mòn dựa vào nguyên tố urani và thori. Bản chất của phương pháp này là
nghiên cứu xói mòn theo quan điểm địa hóa học, cho rằng hàm lượng urani và thori
cũng như các nguyên tố khác đều được giải phóng trong quá trình phá hủy xói mòn và
sau khi so sánh hàm lượng của chúng ở những mẫu trước và sau khi bị xói mòn có thể
xác định được lượng đất bị xói mòn.
Qua các nghiên cứu về xói mòn đất của các nhà khoa học trên thế giới thấy rằng để
xác định xói mòn đất nếu chỉ dùng các phương pháp đo thực tế thì kết quả chỉ phản ánh
xói mòn trong từng khu vực nhỏ. Việc chuẩn đoán lượng đất bị xói mòn cho tất cả diện
tích đất đai trong khu vực là không thể làm được, các phương pháp đo thực tế đòi hỏi phải
mất rất nhiều công nghiên cứu, kinh phí thực hiện và thời gian thường phải kéo dài. Vì
vậy trong thời gian qua các nghiên cứu về xói mòn đất đã được các nhà khoa học tiếp cận
bằng phương pháp hoàn toàn mới đó là chuẩn đoán xói mòn đất bằng các mô hình toán
học. Các mô hình mô phỏng bằng toán học được trợ giúp của máy tính đã giúp các nhà
khoa học có thể nghiên cứu định lượng và dự báo xói mòn được tốt hơn.
(2) Xác định xói mòn bằng mô hình toán học
Trong thập kỷ 70 của thế kỷ XX nghiên cứu về xói mòn đất phát triển rất mạnh.
Sự phát triển của việc nghiên cứu xói mòn đất có được là do các nhà khoa học đã dùng
các mô hình toán học để mô phỏng quá trình xói mòn đất.

15


Một số các mô hình toán điển hình mô phỏng quá trình xói mòn đất trên thế giới
được các nhà khoa học sử dụng đó là:
- Mô hình xói mòn đất dựa trên cơ sở phương trình mất đất phổ dụng (Universal
Soil Loss Equation -USLE)

Dựa trên số liệu đã thu thập tại trung tâm số liệu và các nghiên cứu trước đó,
Wischmeier và Smith (1978) [33]. và những người khác đã xây dựng phương trình mất
đất phổ dụng (Universal Soil Loss Equation – USLE). Với sự chấp nhận rộng rãi, USLE
đã trở thành một công cụ đánh giá xói mòn được sử dụng phổ biến tại Mỹ và các nước
khác trên toàn thế giới. Ở Việt Nam, các nhà khoa học sử dụng mô hình USLE nghiên
cứu xói mòn đất thành công như Thái Phiên, Nguyễn Tử Siêm (1999) [15].
Năm yếu tố chính được sử dụng để tính toán lượng đất mất trên một khu vực cụ thể,
đó là: mưa, đất, thực vật, biện pháp canh tác và biện pháp bảo vệ đất. Các giá trị xói mòn
phản ánh bởi các yếu tố đó có thể thay đổi đáng kể do sự biến đổi của các điều kiện thời
tiết. Do vậy các giá trị đạt được từ USLE thể hiện chính xác hơn đối với trung bình dài
hạn (long-term average). Phương trình mất đất phổ dụng có dạng như sau:
A =R x K x LS x C x P
A - Lượng đất mất bình quân bị xói mòn trong năm (tấn/ha/năm).
R - Hệ số xói mòn do mưa. Yếu tố lượng mưa và dòng chảy mặt theo vị trí địa lý.
Cường độ và thời gian mưa bão càng lớn thì tiềm năng xói mòn càng cao.
K - Hệ số kháng xói của đất. Đó là lượng đất mất trung bình theo đơn vị diện tích
cho một loại đất cụ thể. K là đơn vị đo độ nhạy của các hạt đất tách rời và vận chuyển
bởi mưa và dòng chảy mặt. Kết cấu là yếu tố chính ảnh hưởng đến K, chứ không phải
là cấu trúc, vật chất hữu cơ và cũng như tính chất thấm.
LS - Hệ số ảnh hưởng của địa hình đến xói mòn đất. Hệ số LS thể hiện tỷ số đất
mất dưới các điều kiện cụ thể mà tại một địa bàn với độ dốc sườn “chuẩn” (standard)
và độ dài sườn xác định. Sườn càng dài và càng dốc, thì nguy cơ xói mòn càng cao.
C - Hệ số ảnh hưởng của lớp phủ thực vật đến xói mòn đất. Hệ số này được sử
dụng để xác định ảnh hưởng tương đối của độ che phủ đất trong sự ngăn ngừa mất đất.
Hệ số C là một tỷ số so sánh lượng đất mất từ đồng ruộng với lượng đất mất tương ứng

16