Nghiên cứu phân cấp đầu nguồn tại lưu vực hồ thủy điện nậm chiến, huyện mường la, tỉnh sơn la
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.18 MB, 72 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
---------------------
NGUYỄN TIẾN CHÍNH
NGHIÊN CỨU PHÂN CẤP ĐẦU NGUỒN TẠI LƯU VỰC HỒ
THỦY ĐIỆN NẬM CHIẾN, HUYỆN MƯỜNG LA, TỈNH SƠN LA
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP
Hà Nội, 2012
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
---------------------
NGUYỄN TIẾN CHÍNH
NGHIÊN CỨU PHÂN CẤP ĐẦU NGUỒN TẠI LƯU VỰC HỒ
THỦY ĐIỆN NẬM CHIẾN, HUYỆN MƯỜNG LA, TỈNH SƠN LA
Chuyên ngành: Lâm học
Mã số: 60.62.02.01
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. T RẦN QUANG BẢO
Hà Nội, 2012
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Sơn La là một tỉnh miền núi phía Bắc có khoảng 57% diện tích là đồi
núi với độ dốc lớn hơn 30% là vùng đầu nguồn có ý nghĩa hết sức quan trọng
đối với quá trình phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh. Vùng đầu nguồn là chủ
yếu là các vùng đất dốc có tính nhạy cảm sinh thái cao, các tác động tiêu cực
của con người vào hệ thống tự nhiên có thể dẫn đến những biến động rất lớn
về môi trường sinh thái vùng đầu nguồn và có thể gây ra những hậu quả rất
nghiêm trọng ảnh hưởng đến quá trình phát triển kinh tế, xã hội của địa
phương. Để đảm bảo quá trình phát triển bền vững vùng đầu nguồn thì việc áp
dụng các giải pháp sử dụng đất hợp lý có ý nghĩa hết sức quan trọng.
Tuy nhiên, việc nghiên cứu đề xuất các giải pháp sử dụng đất thích hợp
cho từng địa phương còn chưa có nhiều căn cứ khoa học. Các giải pháp sử
dụng đất chủ yếu dựa trên thực trạng sử dụng đất tại địa phương dẫn đến
nhiều vùng có nguy cơ khô hạn, tiềm năng xói mòn khác nhau cùng áp dụng
một biện pháp sử dụng đất. Trong quá trình quy hoạch sử dụng đất thường bỏ
qua việc phân cấp đầu nguồn nên các biện pháp canh tác áp dụng chưa tận
dụng được tiềm năng sản xuất của đất đai. Phân cấp đầu nguồn chủ yếu thực
hiện ở cấp vĩ mô nên các giải pháp sử dụng đất đề xuất áp dụng chưa thực sự
phù hợp với điều kiện lập địa, quy mô phân cấp lưu vực càng nhỏ thì càng
chính xác, các giải pháp được đề xuất dựa trên cơ sở nghiên cứu thực trạng sử
dụng đất của địa phương thì càng có tính khả thi cao.
Lưu vực hồ thủy điện Nậm Chiến có vai trò quan trọng cung cấp nước
cho nhà máy thủy điện Nậm Chiến với công suất 200 MW. Diện tích lưu vực
chủ yếu có địa hình phức tạp, bị chia cắt mạnh rất khó khăn trong việc áp
dụng các giải pháp sử dụng bền vững. Các mô hình canh tác nông nghiệp hình
thành một cách tự phát nên hiệu quả sử dụng đất chưa mang tính tổng hợp, có
thể là nguyên nhân gây suy thoái các bộ phận tài nguyên vùng đầu nguồn.
2
Việc quy hoạch và khai thác diện tích đất nông nghiệp chưa hợp lý dẫn đến
tình trạng lấn đất rừng làm nương rẫy làm suy giảm khả năng phòng hộ của
rừng. Vì vậy, cần nghiên cứu đề xuất các giải pháp sử dụng đất hợp lý với
từng đơn vị diện tích đất đai để đảm bảo sử dụng bền vững nguồn tài nguyên
vùng đầu nguồn là giải pháp mang tính cần thiết và cấp bách.
Để góp phần giải quyết vấn đề trên, đề tài : “Nghiên cứu phân cấp đầu
nguồn tại lưu vực hồ thủy điện Nậm Chiến, huyện Mường La, tỉnh Sơn La” đã
được thực hiện.
3
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu
Mỗi cấp đầu nguồn thích hợp với một kiểu sử dụng đất nhất định tương
ứng với một hệ thống các biện pháp quản lý. Phân cấp đầu nguồn là cơ sở tiền
đề cho việc quy hoạch sử dụng đất hợp lý, là công cụ giúp con người định
hướng sử dụng tài nguyên hiệu quả và bền vững.
Phân cấp đầu nguồn là phân chia vùng đầu nguồn thành những diện
tích thuộc những cấp đầu nguồn khác nhau, cấp đầu nguồn được xác định dựa
vào mức độ nhạy cảm sinh thái của vùng đầu nguồn. Phân cấp đầu nguồn là
một công cụ quan trọng cho quản lý bền vững vùng đầu nguồn [10].
Khi thực hiện công việc phân cấp đầu nguồn cần nghiên cứu, phân tích
đặc điểm về tự nhiên, kinh tế, xã hội của vùng đầu nguồn để phân chia diện
tích lãnh thổ thành các cấp đầu nguồn khác nhau theo tiềm năng xói mòn và
nguy cơ khô hạn.
Hiện nay, nghiên cứu phân cấp đầu nguồn được đặt ra như một nhu cầu
cấp bách và đang được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trong ngành lâm
nghiệp. Nó được coi là công cụ đắc lực giúp cho các nhà quản lý, quy hoạch
lâm nghiệp có thể đưa ra các chính sách quy hoạch hợp lý, chính xác trong
việc sử dụng một cách hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên nói chung và tài
nguyên đất nói riêng.
1.2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
1.2.1. Trên thế giới
Nghiên cứu phân cấp đầu nguồn được khởi xướng và sử dụng ở Thái
Lan vào cuối những năm 1980s xuất phát từ các vấn đề còn tồn tại trong việc
quản lý tài nguyên nước như: thiếu nước, biến động tài nguyên nước và ô
nhiễm. Năm 1975, Bộ Nông nghiệp và Hợp tác xã đề xuất phân chia lưa vực
4
Maeping ở phía Bắc thành 3 cấp với diện tích có độ cao > 700 m chiếm tỷ lệ
60%. Các diện tích này được đề xuất bảo vệ nghiêm ngặt ngoại trừ việc phục
hồi chức năng vùng đầu nguồn. Các cấp đầu nguồn 2, 3 là các vùng đất thấp
hơn được đề xuất cho nhiều hoạt động khác như: khai thác mỏ, lâm nghiệp,
nông nghiệp…Kể từ đó nhiều hoạt động khai thác mỏ và cộng đồng người
xuất hiện trong các khu vực này làm nảy sinh nhiều xung đột và tranh cãi. Bộ
Công nghiệp Thái Lan đã yêu cầu các tiêu chí phân cấp đầu nguồn cần được
sửa đổi. Năm 1979, một Ủy ban phân cấp đầu nguồn mới được thành lập, ban
Kinh tế và phát triển xã hội quốc gia đã tài trợ cho đại học Kasetsart thông
qua văn phòng Môi trường quốc gia Board để tiến hành dự án phân cấp đầu
nguồn [20].
Năm 1983, trường Đại học Kasetsart Bangkok đã nghiên cứu phát triển
phương pháp phân cấp đầu nguồn để giải quyết các vấn đề thực tiễn đang diễn
ra. Mục tiêu chính của phân cấp đầu nguồn là ngăn chặn suy thoái môi
trường. Nghiên cứu sử dụng các dữ liệu cơ bản như: bản đồ địa hình tỷ lệ 1:
50.000, bản đồ đất: tỷ lệ 100.000, bản đồ địa chất tỷ lệ 1:250.000 với kích
thước ô lưới nhỏ nhất là 1 km2 [17].
Phương pháp phân loại đầu nguồn áp dụng ở Thái Lan dựa trên việc
phân tích thống kê đa biến để thiết lập mối quan hệ giữa các biến và giá trị
cấp đầu nguồn. Phương trình phân cấp đầu nguồn được thiết lập có dạng
phương trình tuyến tính nhiều biến, các biến sử dụng phân tích thông kê như:
độ dốc, độ cao, dạng địa hình và đất đai. Phương trình tuyến tính thể hiện mối
quan hệ giữa giá trị cấp đầu nguồn (WSC) với các nhân tố địa hình và đất đai
được xác định cho 5 khu vực khác nhau.
5
Bảng 1.1. Phương trình phân cấp đầu nguồn tại Thái Lan
Phương trình phân cấp đầu nguồn
Khu vực
Phía Bắc
R2
WSC = 1.929 - 0.048Slope - 0.004Elev + 0.9662
0.107Landf + 0.116Geol + 0.193Soil+ (For.)
Phía Đông WSC = 1.071 - 0.019Slope + 0.001Elev + 0.9925
Bắc
0.190Landf + 0.049Geol - 0.013Soil + (For.)
Phía Nam
WSC = 2.341 - 0.026Slope - 0.011Elev + 0.9682
0.156Landf - 0.088Geol - 0.230Soil +
(For.)+(Min.)
Phía Đông
WSC = 1.882 - 0.064Slope - 0.002Elev + 0.9969
0.115Landf + 0.272Geol + 0.070Soil + (For.)
+(Min)
Phía Tây và WSC = 1.375 - 0.029Slope - 0.007Elev + 0.9830
trung tâm
0.156Landf - 0.045Geol + 0.004Soil + (For.)
+(Min)
Phương trình phân cấp đầu nguồn là cơ sở để xác đình cấp đầu nguồn,
sau khi tính được giá trị WSC, tra bảng 1.2 để xác định cấp đầu nguồn cho
từng khu vực.
Bảng 1.2. Bảng tra cấp đầu nguồn tại Thái Lan
Cấp đầu nguồn
Khu vực
1
2
3
4
5
Phía Bắc
< 1.50 1.50 - 2.20 2.21 - 3.20 3.21 - 3.99 > 3.99
Phía Đông Bắc
< 1.55 1.56 - 2.55 2.56 - 3.55 3.56 - 4.75 > 4.75
Phía Nam
< 1.55 1.56 - 2.55 2.56 - 3.55 3.56 - 4.75 > 4.75
Phía Đông
< 1.55 1.56 - 2.55 2.56 - 3.55 3.56 - 4.75 > 4.75
Phía Tây và trung < 1.55 1.56 - 2.55 2.56 - 3.55 3.56 - 4.75 > 4.75
tâm
6
Nhóm nghiên của thuộc trường Đại học Kasetsart Bangkok đã phân
chia khu vực thực hiện dự án thành 5 cấp đầu nguồn tương ứng với mục đích
sử dụng đất khác nhau, các cấp đầu nguồn được thể hiện tại bảng 1.3.
Bảng 1.3. Đặc điểm các cấp đầu nguồn ở Thái Lan
Cấp
1
Đặc điểm chính
Biện pháp sử dụng đất
Là những khu vực có độ cao rất Bảo vệ hoặc bảo tồn tài nguyên
lớn, độ dốc cao
rừng, tài nguyên nước ở vùng
đầu nguồn
1A
Là những khu vực được che phủ Bảo vệ hoặc bảo tồn tài nguyên
rừng vĩnh viễn chủ yếu ở nơi có rừng, tài nguyên nước ở vùng
độ cao lớn, độ dốc cao
1B
đầu nguồn
Là những khu vực rừng đã có một Tái trồng rừng hoặc duy trì nông
số nơi bị phá chủ yếu ở nơi có độ lâm kết hợp.
cao lớn, độ dốc cao.
2
Là những khu vực có độ cao lớn, Trồng rừng thương mại kết hợp
độ dốc từ dốc đến rất dốc, ít xói với chăn thả gia súc và cây
mòn hơn cấp 1A, 1B
trồng nông nghiệp trong điều
kiện có biện pháp bảo vệ đất
thích hợp.
3
Là những khu vực dốc ở phía Trồng cây ăn quả có thể kết hợp
dưới, ít bị xói mòn
chăn thả gia súc và trồng một số
loại cây nông nghiệp.
4
Là những khu vực dốc nhẹ
Canh tác đất dốc thích hợp trồng
theo hàng, cây ăn quả và chăn
nuôi gia súc.
5
Là những khu vực dốc nhẹ và Canh tác nông nghiệp
bằng phẳng
7
Hình 1.1. Mô hình phân cấp đầu nguồn tại Thái Lan
Tổng diện tích phân cấp đầu nguồn khoảng 512,006 km2, trong đó diện
tích cấp 1A chiếm 16.40%, diện tích cấp 1B chiếm 1.35%, diện tích cấp 2
chiếm 8.3%, diện tích cấp 3 đến cấp 5 chiếm 7.7% [20].
Hình 1.2. Thể hiện phân cấp đầu nguồn ở Thái Lan
8
Để sử dụng hợp lý tại các vùng đất đầu nguồn, Chính phủ Hoàng gia
Thái Lan (RTG) cũng khuyến cáo các hoạt động sử dụng đất trong từng cấp
đầu nguồn như sau:
- Cấp 1A:
+ Không được khai thác sản phẩm từ rừng với bất kỳ trường hợp nào,
nó được bảo vệ nghiêm ngặt như tài nguyên nước đầu nguồn.
+ Bảo vệ rừng là hoạt động ưu tiên hàng đầu của RTG ở các khu vực
này.
+ Chương trình trồng rừng ngay lập tức phải thực hiện trên những khu
vực chuyển đổi.
+ Diện tích chuyển đổi sang định cư phải được giám sát chặt chẽ bởi
các cơ quan liên quan đến sự phát triển trong tương lai.
- Cấp 1B:
+ Diện tích chuyển đổi sang đất nông nghiệp phải được áp dụng phù
hợp với điều kiện kinh tế, xã hội và môi trường.
+ Các khu vực đã phát triển khu du lịch và giải trí nên quản lý hài hòa
để giữ cân bằng sinh thái và cảnh quan thiên nhiên.
+ Trồng rừng trên những khu vực đất trống, đặc biệt là những khu vực
không thích hợp cho cây nông nghiệp cần được thực hiện bởi các cơ quan liên
quan.
+ Các biện pháp kiểm soát xói mòn cần được áp dụng trong các lĩnh
vực xây dựng giao thông, khai thác mỏ.
+ Cho phép thực hiện các dự án tại khu vực đầu nguồn là không thể
tránh khỏi, nó rất quan trọng cho nền kinh tế và an ninh quốc gia. Các dự án
này cần được chuẩn bị bởi các cơ quan liên quan và phê duyệt bởi văn phòng
Chính phủ và Quy hoạch Môi trường.
- Cấp 2
9
+ Sản xuất lâm nghiệp và các hoạt động khai thác mỏ có thể cho phép
thực hiện bình thường nhưng phải được giám sát chặt chẽ và nghiêm ngặt bởi
các cơ quan liên quan.
+ Các hoạt động nông nghiệp bị nghiêm cấm
+ Chương trình trồng rừng phải lập tức tiến hành bởi các cơ quan liên
quan.
- Cấp 3:
+ Đất sử dụng cho lâm nghiệp, khai thác mỏ và nông nghiệp có thể
được cho phép nhưng áp dụng biện pháp bảo tồn đất và nước thích hợp.
+ Các khu vực có độ dầy tầng đất > 50 cm được khuyến khích trồng
cây ăn quả và vườn cây ăn quả hoặc trồng rừng kinh tế, cây công nghiệp dài
ngày nhưng áp dụng biện pháp bảo tồn đất và nước thích hợp.
- Cấp 4:
+ Lâm nghiệp, khai thác mỏ và các hoạt động sử dụng đất khác được
cho phép với sự giám sát chặt chẽ của RTG.
+ Các khu vực có độ dốc từ 18 – 25% và độ dầy tầng đất < 50 cm
khuyến khích trồng cây ăn quả và trồng rừng. Các khu vực có độ dốc từ 6 –
18% nên sử dùng trồng cây nông nghiệp với việc áp dụng bảo tồn đất phù
hợp.
- Cấp 5:
+ Tất cả các hoạt động sử dụng đất có thể tiến hành bình thường
+ Các khu vực có độ dầy tầng đất < 50 cm được khuyến khích trồng
cây nông nghiệp, cây ăn quả và phạm vi dành cho giải trí.
+ Các khu vực có độ dầy tầng đất > 50 cm được khuyến khích trồng lúa
và các sản phẩm nông nghiệp.
+ Khu vực có tiềm năng cao về sản phẩm nông nghiệp nên tránh phát
triển công nghiệp.
10
Việc phân cấp đầu nguồn và đưa ra các biện pháp sử dụng đất của RTG
được áp dụng từ năm 1985 tại các diện tích lưu vực ở phía Bắc Thái Lan và
phát huy hiệu quả vào năm 1991.
Năm 1990, trường Đại học Chiang Mai đã thực hiện dự án lập bản đồ
địa lý sinh thái để đối chiếu phương pháp phân cấp đầu nguồn với phương
pháp tiếp cận lập bản đồ địa lý sinh thái. Mục đích phân loại đầu nguồn của
dự án là gắn liền quy hoạch sử dụng đất với các yếu tố kinh tế và sinh thái.
Dự án sử dụng các dữ liệu cơ bản như: Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000, bản đồ
sử dụng đất của phòng phát triển đất và Spot Pan 1987 [19].
Nhóm nghiên cứu của trường Đại học Chiang Mai đã ứng dụng GIS
xây dựng mô hình số hóa địa hình (DTM) với kích thước ô lưới nhỏ nhất 67
m2 và tính toán giá trị độ dốc, độ cao cho từng ô lưới, các nhân tố địa đai
không được phân tích. Cấp đầu nguồn phụ thuộc chủ yếu vào 2 nhân tố: độ
dốc, độ cao và được chia ra thành 6 cấp khác nhau tương ứng với mục đích sử
dụng đất khác nhau như trong bảng 1.4.
Bảng 1.4. Đặc điểm các cấp đầu nguồn ở Thái Lan
Cấp
Đặc điểm chính
Biện pháp sử dụng đất
6
Độ dốc > 50 %
Duy trì che phủ rừng
5
Độ dốc: 25-50 %
Độ cao: 800-1600 m
Trồng cà phê, chè và chăn nuôi
gia súc
4
Độ dốc: 25-50 %
Độ cao < 800 m
Trồng hoa quả và chăn nuôi gia
súc
3
Độ dốc: 10-25 %
Độ cao < 1600 m
Trồng cây lương thực sử dụng
phương thức bảo tồn đất
2
Độ dốc: <10 %
Độ cao: 800- 1600 m
Trồng lúa ngắn ngày kết hợp với
cây lương thực ôn đới
1
Độ dốc: <10 %
Độ cao: < 800 m
Trồng lúa với cây lương thực
11
Năm 1994, Tiến sỹ Weyerhaeuser của trường Đại học Cranfield đã
thực hiện nghiên cứu sửa đổi khả năng phân loại cho một lưu vực ở phía bắc
Thái Lan. Mục đích phân cấp đầu nguồn để quản lý tài nguyên thiên nhiên và
xác định tiềm năng của đất đai. Nghiên cứu sử dụng các dữ liệu cơ bản như:
bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 50.000, bản đồ sử dụng đất và ảnh vệ tinh Landsat.
Các nhân tố phân tích để đưa ra giá trị cấp đầu nguồn gồm: độ dốc, độ cao, tài
nguyên nước vị trí, cơ sở hạ tầng và che phủ rừng [18]. Nghiên cứu phân chia
khu vực phía bắc Thái Lan thành 5 cấp đồng thời khuyến nghị mục đích sử
dụng đất tương ứng với từng cấp đầu nguồn như trong bảng 1.5.
Bảng 1.5. Đặc điểm các cấp đầu nguồn ở phía Bắc Thái Lan
Cấp
Đặc điểm chính
Mục đích sử dụng
1
Bảo tồn, che phủ Có thể tỉa thưa và chặt chọn gỗ cứng và gỗ
rừng lâu dài
mềm và các lâm sản nhỏ trong rừng.
2
Tiềm năng thấp
3
Tiềm năng trung Trồng rừng gỗ mềm chu kỳ ngắn
bình
Trồng cây ăn quả, cây hoa hoặc trồng nấm
Nông lâm kết hợp (cà phê, chè)
Mục tiêu chính: Duy trì che phủ mặt đất lâu dài
4
Tiềm năng cao
5
Tiềm năng cao nhất Trồng thâm canh lúa và rau cho thu nhập của
nông hộ
Tái trồng rừng và trồng rừng trên phạm vi rộng
Xây dựng vườn rừng cho gỗ công nghiệp trên
quy mô nhỏ
Nông lâm kết hợp trồng cây dài ngày với cây ăn
quả
Thúc đẩy du lịch
Trồng các loại cây nông nghiệp như: cây rau,
ngô, mía, sắn, thuốc lá, đậu tương, khoai tây,
đậu, dâu tây.
Mục tiêu chính: Duy trì che phủ mặt đất lâu dài
12
Năm 1990, dự án phân cấp đầu nguồn được tiếp tục thực hiện thí điểm
tại Lào và Việt Nam. Phương trình phân cấp đầu nguồn đầu tại các khu vực
này đã được xác lập là một phương trình thể hiện mối quan hệ của giá trị
WSC với 3 nhân tố: độ cao, độ dốc và dạng địa hình. Nhân tố đất không được
phân tích do thời điểm thực hiện chưa có đủ các dữ liệu đất đai. Phương trình
phân cấp đầu nguồn có dạng như sau:
WSC = 1.79 – 0.035*(độ dốc) + 0.163*(dạng địa hình) + 0.002*(độ cao)
Dự án đã xây dựng mô hình số hóa địa hình (DTM) với kích thước ô
lưới nhỏ nhất 50 x 50 m. Kết quả dự án phân cấp đầu nguồn tại Lào đã phân
chia khu vực thí điểm thành 5 cấp, đồng thời đưa ra những khuyến nghị cho
các mục đích sử dụng đất như trong bảng 1.6 [16].
Bảng 1.6. Đặc điểm các cấp đầu nguồn ở Lào
Cấp
Đặc điểm chính
Biện pháp sử dụng đất
1
Là những khu vực rừng phòng hộ ở Các khu vực này cần được
những khu vực rất dốc, địa hình gồ che phủ rừng lâu dài
ghề thường là các vùng đất dốc và đầu
nguồn nước
2
Là những khu vực rừng thương mại có
độ dốc lớn, thường ở nơi cao, dạng địa
hình nói chung ít nhạy cảm với suy
thoái đất và nước hơn cấp đầu nguồn
1.
Bảo tồn rừng và trồng rừng
sản xuất, nông lâm kết hợp
và chăn thả gia súc trong
điều kiện các biện pháp bảo
tồn nghiêm ngặt.
3
Là những khu vực sản xuất nông lâm
kết hợp có độ dốc từ trung bình đến
lớn và ít bị xói mòn, phạm vi sử dụng
đất rộng hơn cấp 1 và 2.
Có thể trồng rừng sản xuất,
kết hợp chăn thả gia súc và
trồng cây nông nghiệp nếu
áp dụng các biện pháp bảo
tồn đất thích hợp.
4
Là những khu vực canh tác đất dốc có Sản xuất nông nghiệp và
độ dốc nhỏ, nhu cầu bảo tồn đất và trồng rừng
13
nước phụ thuộc vào điều kiện của địa
phương.
5
Là những khu vực có độ dốc nhỏ và Thích hợp cho một loạt các
bằng phẳng
kiểu sử dụng đất như: lúa
gạo, cây nông nghiệp và
trồng rừng.
Sử dụng mô hình DTM dự án đã phân cấp đầu nguồn cho toàn bộ lãnh
thổ của Lào, trong đó cấp đầu nguồn 1, 2 chiếm tỷ lệ khoảng 60% diện tích
lãnh thổ cho thấy mức độ nhảy cảm về xói mòn rất cao khi thảm thực vật che
phủ tự nhiên bị phá hủy.
Hình 1.3. Phân cấp đầu nguồn trên mô hình số hóa địa hình tại Lào
1.2.2. Ở trong nước
Ở Việt Nam, vấn đề xói mòn đất đã được nghiên cứu nhiều từ những
năm 1960s của thế kỷ XX tại Hữu Lũng, Lạng Sơn. Tuy nhiên, vấn đề phân
cấp đầu nguồn mới chỉ được chú trọng trong thời gian gần đây, các nghiên
cứu áp dụng phân cấp đầu nguồn áp dụng vào thực tiễn chưa nhiều. Các
nghiên cứu bước đầu về phân cấp đầu nguồn chủ yếu thông qua phân cấp xói
mòn. Tuy nhiên, phương pháp này còn tương đối phức tạp trong tính toán và
14
chỉ áp dụng cho các khu vực có diện tích lớn (lưu vực cấp 3 hoặc bản đồ
1:100,000). Theo tổng kết của nhóm tác giả Phạm Văn Điển, Bùi Thề Đồi và
Phạm Xuân Hoàn thì phương pháp phân cấp đầu nguồn có thể chia thành 2
nhóm [4]:
- Nhóm 1: gồm các phương pháp phân cấp đầu nguồn dựa trên cơ sở
đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố tới xói mòn đất và điều tiết nước, chủ yếu
là các nhân tố tự nhiên gồm các phương pháp sau:
+ Phương pháp phân cấp do Viện Điều tra Quy hoạch rừng đề xuất và
áp dụng trong chương trình 327. Phương pháp này lựa chọn 5 tiêu chí phân
cấp gồm: mức độ nguy hại của mưa, mức độ nguy hại của độ dốc, mức độ
nguy hại của độ cao tương đối, mức độ nguy hại của gió, khả năng bị hại của
đất.
+ Phương pháp phân cấp xung yếu đầu nguồn do Ủy Ban sông Mê
Kông áp dụng. Phương pháp này lựa chọn 5 chỉ tiêu phân cấp gồm: độ cao, độ
dốc, lượng mưa, đất đai và địa chất.
+ Phương pháp phân cấp xung yếu đầu nguồn do Viện Khoa học Lâm
nghiệp Việt Nam đề xuất và áp dụng.
+ Phương pháp phân cấp đầu nguồn của Bộ Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn (ban hành kèm theo Quyết định số 61/2005/QĐ-BNN) đã bổ sung
thêm tiêu chí về quy mô diện tích.
- Nhóm 2: gồm các phương pháp phân cấp đầu nguồn dựa trên việc dự
báo lượng đất xói mòn tiềm tàng.
Phương pháp phân cấp đầu nguồn đầu tiên được áp dụng ở Việt Nam
theo phương pháp vùng được nhóm chuyên gia lâm nghiệp áp dụng theo quy
phạm kỹ thuật xây dựng rừng phòng hộ đầu nguồn được Bộ Lâm nghiệp ban
hành năm 1991. Kết quả của phương pháp này chia vùng đầu nguồn thành 3
cấp: rất xung yếu, xung yếu và ít xung yếu.
15
Hình 1.4. Đồ thị phân cấp phòng hộ đầu nguồn
Năm 2002, TS. Hoàng Sỹ Động và cộng sự đã áp phương pháp phân
cấp đầu nguồn đầu nguồn của GS. TS David Wordrige đã thử nghiệp ở Thái
Lan và Lào để phân chia vùng đầu nguồn Buôn Hồ, tỉnh Đắc Lắc [10]. Nhóm
nghiên cứu sử dụng 5 nhân tố: độ dốc (X1), độ cao (X2), dạng địa hình (X3),
đất (X4) và địa chất (X5) để xây dựng phương trình phân cấp đầu nguồn vùng
có dạng như sau:
WSC = 1.709 – 0.022 X1 + 0.135 X2 – 0.001 X3 – 0.958 X4 + 0.009 X5
Phương pháp phân loại đầu nguồn Sông Mekong đã ứng dụng hệ thống
thông tin địa lý một cách hiệu quả trong dự án phân cấp đầu nguồn tại tỉnh
Quảng trị. Dự án đã nội suy DEM (Digital Elevation Model – Mô hình số độ
cao) từ các đường bình độ, tính toán các tham số cho phương trình phân cấp
đầu nguồn từ DEM (Elevation (độ cao), Slope (độ dốc), Landform (địa hình)),
tính toán và thành lập bản đồ phân loại đầu nguồn từ phương trình phân cấp
đầu nguồn. Kết quả đã thành lập được bản đồ phân loại đầu nguồn tỉnh Quảng
Trị sử dụng các màu khác nhau để chỉ ra các vùng địa lý của các cấp. Mỗi cấp
này được phân biệt bởi các màu khác nhau. Chúng được sắp xếp từ màu đỏ
(cấp 1, mã vùng = 1), da cam (cấp 2, mã vùng = 2), vàng (cấp 3, mã vùng =
16
3), tới màu xanh (cấp 4, mã vùng = 4) [14]. Từ bản đồ phân cấp đầu nguồn
đầu nguồn, dự án đã đưa ra một số khả năng về chính sách quản lý và sử dụng
hợp lý đối với từng cấp như sau:
- Đầu nguồn cấp 1 (gồm các vùng có mã = 1): Do mã vùng tỷ lệ nghịch
với độ cao, độ dốc và tỷ lệ thuận với dạng địa hình nên mã vùng nhỏ có nghĩa
là địa hình rất dốc và cao, độ phân cắt sâu mạnh nên khả năng xói mòn đặc
biệt lớn. Những vùng này thường ở trên núi cao, thượng nguồn. Do đó cần
phải có những chính sách bảo vệ rừng một cách nghiêm ngặt ở những khu vực
này. Nếu rừng ở đây không được bảo vệ thật cẩn thận thì nó sẽ là mối nguy
hiểm đối với các khu vực phía dưới hạ lưu.
- Đầu nguồn cấp 2 và 3: Đây là 2 cấp có nguy cơ xói mòn đất nhỏ hơn
so với cấp 1. Đối với 2 cấp này thì ngoài việc bảo vệ rừng, chúng ta có thể kết
hợp với việc sử dụng chúng vào những mục đích khác.
+ Đầu nguồn cấp 2: Đây là vùng có độ dốc và độ cao không quá lớn,
địa hình ít gồ ghề hơn so với cấp 1. Vùng này thích hợp cho rừng rừng phòng
hộ và rừng sản xuất, các mô hình kinh tế lâm-nông kết hợp: trồng rừng, cây
công nghiệp, cây ăn quả, chăn thả gia xúc.
+ Đầu nguồn cấp 3: Vùng này đất thoải sườn đồi rất thích hợp cho các
mô hình kinh tế nông-lâm kết hợp: Chăn nuôi, trồng cây công nghiệp, hoa
màu và trồng rừng.
- Đầu nguồn cấp 4: Đây là vùng đất hơi dốc, thích hợp cho việc phát
triển các ngành nông nghiệp: chăn nuôi, cây công nghiệp, hoa màu…
Năm 2005, Phạm Văn Điển, Phạm Xuân Hoàn và cộng tác viên đã rà
soát lại hệ thống phân cấp đầu nguồn hồ thủy điện Hòa Bình và đề xuất sử
dụng nhóm phương pháp 2 để phân cấp đầu nguồn hồ thủy điện Sơn La. Đề
tài đã xác định được hệ số xòi mòn do mưa (R), hệ số xói mòn đất (K) cho các
loại đất khác nhau trong lưu vực, xác định hệ số địa hình (LS), hệ số thực vật
17
(C), hệ số bảo vệ đất (P) để xác định lượng xói mòn tiềm năng (A) theo công
thức của Wishmeier W.H và Smith D.D (1978):
A = 2,47.R.K.LS.C.P
(1.3)
Căn cứ vào tiêu chuẩn Nhà nước số 579/TCVN – 1995 về phân chia
cấp xói mòn, đề tài phân chia lưu vực thủy điện Sơn La thành 4 cấp xói mòn
từ đó phân chia thành 3 cấp xung yếu như trong bảng 1.7.
Bảng 1.7. Bảng phân cấp xung yếu theo cấp xói mòn
STT
Cấp xung yếu
Diện tích (ha)
Tỷ lệ (%)
1
Ít xung yếu
22.220
12,8
2
Xung yếu
23.808
13,7
3
Rất xung yếu
127.124
73,4
Hình 1.5. Bản đồ phân cấp xòi mòn lưu vực hồ thủy điện Sơn La
18
Các phương pháp phân cấp đầu nguồn kể trên đã và đang áp dụng tại
Việt Nam. Tuy nhiên, việc phân cấp đầu nguồn chủ yếu thực hiện trong các
dự án tầm vĩ mô, việc phân cấp đầu nguồn trong phạm vi hành chính nhỏ
chưa được quan tâm và còn gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là thiếu lực lượng
chuyên gia.
Năm 2006, Vũ Anh Tuân đã ứng dụng hệ thống thông tin địa lý phân
cấp phòng hộ đầu nguồn trong phạm vi nhỏ, nghiên cứu thực hiện các các xã
thuộc 3 tỉnh gồm: xã Luận Khê, Thường Xuân, Thanh Hóa; xã Hà Tam, An
Khê, Gia Lai; xã Sơn Hòa, Sơn Hà, Phú Yên.
Trong những năm gần đây, nghiên cứu phân cấp đầu nguồn cũng được
sự quan tâm của sinh viên các trường đại học như: Nguyễn Thị Thu Hà
(2004), Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật GIS vào phân cấp đầu nguồn đầu
nguồn tại xã Hòa Thạch, Quốc Oai, Hà Tây; Nguyễn Thị Ngà (2006), Ứng
dụng phương pháp phân cấp đầu nguồn đầu nguồn của GS. TS David
Wordrige để phân cấp đầu nguồn đầu nguồn phục vụ quy hoạch sử dụng đất
lưu vực hồ Suối Hai, huyện Ba Vì, tỉnh Hà Tây nhằm phát triển bền vững.
Tuy nhiên, các nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở việc phân chia vùng đầu
nguồn theo các chỉ tiêu đơn giản, việc đánh giá hiệu quả của các biện pháp sử
dụng đất ở địa phương còn chưa triệt để, các giải pháp đề xuất chưa có tính
thực tiễn.
19
Chương 2
MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Mục tiêu chung
Góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng đất trong lưu vực hồ thủy điện
Nậm Chiến đảm bảo quá trình phát triển kinh tế - xã hội tại vùng đầu nguồn.
2.1.2. Mục tiêu cụ thể
- Phân cấp đầu nguồn cho khu vực nghiên cứu
- Đề xuất các giải pháp sử dụng đất hợp lý cho từng cấp đầu nguồn.
2.2. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu đặc điểm các trạng thái rừng
- Nghiên cứu đặc điểm và đánh giá hiệu quả của các mô hình sử dụng đất
- Nghiên cứu xây dựng bản đồ phân cấp đầu nguồn
- Đề xuất giải pháp sử dụng đất thích hợp cho từng cấp đầu nguồn
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp thu thập thông tin
2.3.1.1. Phương pháp kế thừa số liệu
- Thu thập các tài liệu về điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội khu vực
nghiên cứu.
- Thu thập các phần mềm, các bản đồ liên quan: bản đồ địa hình, bản
đồ hiện trạng sử dụng đất, bản đồ hiện trạng rừng, bản đồ lượng mưa…
- Thu thập các kết quả nghiên cứu trước tại khu vực nghiên cứu liên
quan đến xói mòn, sử dụng đất…
2.3.1.2. Phương pháp điều tra đặc điểm các trạng thái rừng
20
Đề tài khảo sát để lựa chọn vị trí lập 48 ô tiêu chuẩn (OTC) với diện
tích 1000 m2, các OTC được bố trí ngẫu nhiên đại diện cho độ dốc mặt đất và
các trạng thái rừng. Trong đó, có 17 ô rừng phục hồi, 15 ô rừng trung bình, 11
ô rừng trồng, 3 ô rừng nghèo và 2 ô tre nứa. Trong mỗi OTC tiến hành xác
định các yếu tố sau:
a. Tầng cây cao:
- Chiều cao vút ngọn (Hvn): Cây có Hvn < 5m sử dụng sào có chia vạch
chính xác đến deximet để xác định, cây có Hvn > 5m sử dụng thước đo cao để
bắn độ cao.
- Chiều cao dưới cành (Hdc): Cây có Hdc < 5m sử dụng sào có chia vạch
chính xác đến deximet để xác định, cây có Hdc > 5m sử dụng thước đo cao để
bắn độ cao.
- Đường kính ngang ngực (D1.3): Xác định đường kính thân cây ở vị trí
1.3m bằng thước vanh có độ chính xác tới 0.5cm.
- Đường kính tán (DT): Xác định bằng sào có khắc vạch tới decimet,
đối với cây mọc cụm đường kính tán từng bụi được xác định theo đường kính
tán chung của cả bụi.
- Độ tàn che: Độ tàn che tầng cây cao được xác định theo phương pháp
mạng lưới 80 điểm ngẫu nhiên hệ thống trong ô tiêu chuẩn. Cách lập hệ thống
80 điểm là từ 1 góc của OTC kéo dài 3m theo đường căng ô, tại vạch đỏ 3m
dùng ống ngắm tàn che của cây, nếu ngắm vào tán cây thì ghi là 1 và nếu
không có thì ghi là 0. Từ điểm 3 m đó ta lại căng dây song song với đường
chéo của OTC, cứ cách 3m lại xác định các chỉ tiêu trên.
b. Tầng cây tầng thấp:
Trong mỗi OTC, lập 5 ô dạng bản (ODB) có kích thước 5x5m2 phân bố
như hình 2.1 và tiến hành điều tra các chỉ tiêu sau:
21
Hình 2.1. Phân bố các ô tiêu chuẩn dạng bản trên ô nghiên cứu
- Chiều cao bình quân của thực vật tầng thấp: Sử dụng thước sào có
khắc vạch tới decimet để xác định.
- Độ che phủ của thực vật tầng thấp: Độ che phủ của thực vật tầng thấp
được xác định bằng tỷ lệ diện tích tán cây che phủ trên diện tích ODB.
c. Lớp thảm khô:
Trong ODB, tiến hành lập 5 ODB có kích thước 1 m2 phân bố tương tự
như hình 2.1 và tiến hành điều tra các chỉ tiêu sau:
- Khối lượng của thảm khô (m): Khối lượng của thảm khô được xác
định cho từng ô tiêu chuẩn 1m2 và cộng lại cho cả 25 ô 1m2 trong ô tiêu
chuẩn, chúng được quy đổi thành lượng thảm khô đã khô kiệt nhờ điểu chỉnh
qua độ ẩm của một mẫu thảm khô được xác định bằng phương pháp cân sấy.
- Độ che phủ của thảm khô: Độ che phủ của thảm khô được xác định
bằng tỷ lệ diện tích mặt đất có thảm khô che phủ trên diện tích ODB.
2.3.1.3. Phương pháp điều tra đặc điểm các mô hình sử dụng đất
Khảo sát theo lát cắt để xác định đặc điểm các mô hình sử dụng đất tại
địa phương. Mỗi mô hình canh tác nông nghiệp lập 5 ô tiêu chuẩn diện tích 1
m2 xác định chiều cao, độ dốc trung bình, độ che phủ và tình hình sinh trưởng
của cây trồng. Mỗi mô hình trồng cây ăn quả, cây lâm nghiệp lập 3 OTC có
diện tích 1.000 m2 để xác định các chỉ tiêu sinh trưởng đường kính, chiều cao,
độ dốc trung bình, độ che phủ và tình hình sinh trưởng của cây trồng.
22
2.3.1.4. Phương pháp phỏng vấn
Sử dụng phương pháp phỏng vấn để để thu thập các thông tin đánh giá
hiệu quả mô hình. Phỏng vấn 30 hộ gia đình để thu thập các thông tin về các
mô hình sử dụng đất gồm: diện tích trồng, tình trạng màu mỡ, độ màu mỡ
thay đổi theo thời gian, mức độ nghiêm trọng xói mòn đất, chi phí giống,
phân bón, thuốc trừ sâu, máy móc phục vụ canh tác, công cụ thủ công phục
vụ canh tác, lao động tham gia mô hình, năng xuất, giá bán sản phẩm và mức
độ chấp nhận của người dân về mô hình canh tác.
2.3.1.5. Phương pháp xác định phương trình phân cấp đầu nguồn
Điều tra 100 điểm về độ cao, độ dốc, dạng địa hình và cho điểm giá trị
cấp đầu nguồn (WSC). Độ cao được xác định bằng thiết bị định vị toàn cầu
(GPS), độ dốc được xác định bằng địa bàn, dạng địa hình được xác định bằng
việc quan sát hình dạng bề mặt đất: dạng lồi nhận giá trị bằng 3, dạng lõm
nhận giá trị bằng 2, dạng bằng phẳng nhận giá trị bằng 1, giá trị WSC được
cho điểm theo phương pháp chuyên gia.
2.3.2. Phương pháp xử lý thông tin
- Sử dụng phương pháp tính toán các chỉ tiêu thống kê cơ bản để xác
định các chỉ tiêu trung bình về Hvn, D1.3, Hdc, DT của các trạng thái rừng và
một số chỉ tiêu của các mô hình sử dụng đất.
- Sử dụng phần mềm thống kê SPSS xác định phương trình tương quan
của giá trị WSC với các nhân tố: độ dốc, độ cao và dạng địa hình.
- Sử dụng phương pháp phân tích kết quả phỏng để đánh giá hiệu quả
của mô hình sử dụng đất:
+ Hiệu quả kinh tế được thể hiện qua các chỉ tiêu về doanh thu, chi phí,
lợi nhuận trung bình hàng năm tính cho đơn vị 1 ha.
23
+ Hiệu quả sinh thái được thể hiện qua các chỉ tiêu về độ dốc, che phủ,
tình trạng màu mỡ, sự thay đổi tình trạng màu mỡ và mức độ xói mòn đất của
các hộ gia đình sử dụng mô hình.
+ Hiệu quả xã hội của mô hình được thể hiện qua các chỉ tiêu về số lao
động tham gia mô hình, số sản phẩm thu được từ mô hình và mức độ chấp
nhận của người dân.
- Sử dụng phương pháp Raster với sự hỗ trợ của phầm mềm ArcGIS
9.3 để xây dựng bản đồ phân cấp đầu nguồn theo trình tự các bước sau:
+ Bước 1: Xác định ranh giới lưu vực: Ranh giới lưu vực được xác
định từ tọa độ điểm đầu ra là vị trí đặt thủy điện Nậm Chiến.
+ Bước 2: Xác định cơ sở phân cấp đầu nguồn bao gồm: cơ sở lựa chọn
các nhân tố tham gia phân cấp đầu nguồn, cơ sở phân cấp từng nhân tố. Đề tài
sử dụng phương pháp phân cấp theo phương trình tương quan để lựa chọn
khoảng phân cấp độ cao, độ dốc dựa vào tỷ lệ chênh lệch diện tích trung bình.
Phương pháp nào có tỷ lệ chênh lệch diện tích trung bình nhỏ nhất sẽ có độ
tin cậy cao và ngược lại.
+ Bước 3: Xây dựng bản đồ đơn tính của các nhân tố tham gia phân cấp
đầu nguồn.
+ Bước 4: Chồng ghép các bản đồ đơn tính để phân cấp cấp đầu nguồn
+ Bước 5: Biên tập và in ấn bản đồ
