Tài liệu mô hình hoá: Đất sự xói mòn, ô nhiễm đất Ứng dụng GIS và mô hình USLE trong tình toán xói mòn đất

1

Chương 1: Sự hình thành đất

1.1 Khái niệm về đất
Đất được xem như sản phẩm hoạt động của khí hậu (cl) trên đá mẹ (p) được làm
thay đổi dưới ảnh hưởng của thực vật và các cơ thể sống khác (o), địa hình (r) và phụ
thuộc vào thời gian (t). Jenny đã biểu diễn mối quan hệ sau:
Đất (s) = f(p, Cl, t, r, o), bao gồm 5 biến số và người ta gọi là 5 yếu tố hình thành đất.
Người ta khẳng định thực tế đất là hệ thống hở cuối cùng trong đó các quá trình hoạt
động:
- Hoạt động thêm vào đất:






Nước, mưa, tuyết, sương
O2, CO2 từ khí quyển
N, Cl, S từ khí quyển theo mưa
Vật chất trầm tích
Năng lượng từ mặt trời.







Bay hơi nước

Bay hơi N do quá trình phản ứng nitrat hoá
C và CO2 do oxy hoá chất hữu cơ
Mất vật chất do xói mòn
Bức xạ năng lượng.

- Mất khỏi đất:

- Chuyển dịch vị trí trong đất:





Chất hữu cơ, sét, sét quioxit
Tuần hoàn sinh học các nguyên tố dinh dưỡng
Di chuyển muối tan
Di chuyển do động vật đất.

- Hoạt động chuyển hóa trong đất:





Mùn hoá, phong hoá khoáng
Tạo cấu trúc kết von, kết tủa
Chuyển hoá khoáng
Tạo thanh sét.

Sự tạo thành từ đá xảy ra dưới tác dụng của hai quá trình diễn ra ở bề mặt của trái

đất:sự phong hoá đá và tạo thành đất. Các quá trình tạo thành đất là tổng hợp những thay
đổi hoá học, lý học, sinh học làm cho các nguyên tố dinh dưỡng trong khoáng, đá chuyển
thành dạng dễ tiêu.
1


1.2 Quá trình phong hóa đá
1.2.1 K
h
á
i
n
i
ệ
m
Dưới tác động của những nhân tố bên ngoài ( nhiệt độ, nước, hoạt động của vi sinh
vật… ) mà trạng tháivật lý và hoá học của đá và khoáng trên bề mặt đất bị biến đổi. Quá
trình này gọi là quá trình phong hoá.
Kết quả của quá trình phong hoá là đá và khoáng chất bị phá vỡthành những mảnh
vụn, hoà tan, di chuyển làm cho trạng thái tồn tại và thành phần hoá học hoàn toàn bị thay
đổi. Kết quả tạo ra những vật thể vun và xốp - sản phẩm phong hoá và sau quá trình
phong hoá gọi là mẫu chất – nó là vật liệu cơ bản để tạo thành đất.
Mẫu chất và đất có mối liên quan mật thiết, những đặc tính và thành phần hoá học
của mẫu chất phản ánh những đặc tính và thành phần của đất.
Dựa vào từng đặc trưng của từng nhân tố tác động, phong hoá được chia thành 3
loại: Phong hoá lý hoc, phong hoá hoá học và phong hoá sinh vật học. Các quá trình này
xảy ra đồng thời và liên quan khăng khít nhau.
1.2.2 C
á
c

q
u
á
t
r
ì
2


n
h
p
h
o
n
g
h
ó
a
a) Phong hoá lý học
Quá trình làm vỡ vụn các đá có tính chất lý học (cơ học) đơn thuần.
Nguyên nhân:
- Sự thay đổi nhiệt độ
- Sự thay đổi áp suất (mao quản)
- Sự đóng băng của nước trong kẽ nứt
- Sự kết tinh của muối.
b) Phong hóa hóa học
Quá trình phá hủy đá và khoáng chất do tác động hóa học của nước và dung dịch
nước. Phong hóa hóa học làm cho thành phần khoáng học và thành phần hóa học của đá
thay đổi. Kết quả:

- Làm đá vụn xốp
- Xuất hiện khoáng thứ sinh ( khoáng mới )
- Quá trình hòa tan
Các loại muối clorua và sunfat của các cation kim loại kiềm và kiềm thổ của các
khoáng dễ hòa tan.
- Quá trình hydrat hóa ( quá trình ngậm nước)
Nước là phân tử có cực, nên nếu khoáng chất có các cation và anion có hóa trị tự do sẽ
hút phân tử nước và trở thành ngậm nước.
2Fe2O3 + 3H2O  2Fe2O3. 3H2O
CaSO4 + 2H2O  CaSO4. 2H2O
3


Na2SO4 + 10H2O  Na2SO4. 3H2O
Hydat hóa làm độ cứng của khoáng giảm, thể tích tăng làm đá bị vỡ vụn và hòa
tan. Như vậy phong hóa hóa học không chỉ phá vỡ đá về mặt hóa học, mà còn thúc đẩy
quá trình phong hóa lý học.
Quá trình oxy hóa
Trong các khoáng chất cấu tạo đá, chứa nhiều ion hóa trị thấp như (Fe 2+ , Mn2+ ),
những ion này bị oxy hóa thành hóa trị cao hơn làm cho khoáng bị phá hủy và thay đổi
thành phần.
2FeS2 + 2H2O + 7O2  2FeSO4 + 2H2SO4
4FeSO4 + 2H2SO4 + O2  2Fe2(SO4)3 + H2O
Quá trình thủy phân
Nước bi phân ly thành H+ + OH– . Trong vỏ quả đất chứa nhiều khoáng silicat – đó
là muối của axit yếu (axit silic: H2SiO3, axit amulosilic: H2[Al2Si6O16]). Trong các khoáng
này chứa các ion kim loại kiềm và kiềm thổ, trong quá trình thủy phân, những ion H + do
nước điện ly sẽ thay thế cation này.
K[AlSi3O8] + H+ + OH–  HalSi3O8 + KOH
Quá trình phong hóa hóa học làm đá vỡ vụn và thay đổi thành phần của khoáng và đá.

c) Phong hóa sinh học
Là quá trình biến đổi cơ học, hóa học các loại khoáng chất và đá dưới tác dụng của
sinh vật và những sản phẩm của chúng.
Sinh vật hút những nguyên tố dinh dưỡng do các quá trình phong hóa trên giải phóng ra
để tồn tại.
Sinh vật tiết ra các axit hữu cơ ( axit axetic, malic, oxalit,…) và CO 2 dưới dạng H2CO3 .
Các axit này phá vỡ và phân giải đá và khoáng chất.
Những vi sinh vật hoạt động do phân giải cũng sẽ giải phóng ra các axit vô cơ ( axit
nitric, sunfuric…) làm tăng quá trình phá hủy đá.
Tảo và địa y có khả năng phá hủy đá thông qua bài tiết và hệ rễ len lỏi vào khe đá.
Tác dụng phong hóa cơ học do hệ rễ len lỏi và gây áp suất trên đá.
1.3 Quá trình hình thành đất

4


1.3.1 K
h
á
i
n
i
ệ
m
Quá trình hình thành đất rất phức tạp, bao gồm nhiều hoạt động: sinh học, hóa
học,lý học, lý – hóa học tác động tương hỗ lẫn nhau:
- Sự tổng hợp chất hữu cơ và phân giải chúng.
- Sự tập trung tích lũy chất hữu cơ, vô cơ và sự rửa trôi chúng.
- Sự phân hủy các khoáng chất và sự tổng hợp các hợp chất hóa hoc mới.
- Sự xâm nhập của nước vào đất và mất nước từ đất.

- Sự hấp thu năng lượng mặt trời của đất làm đất nóng lên và mất năng lượng từ đất, làm
cho đất lạnh đi.
Từ khi xuất hiện sự sống trên trái đất thì quá trình phong hóa xảy ra đồng thời với
quá trình hình thành đất.
Thực chất của quá trình hình thành đất là vòng tiểu tuần hoàn sinh học, thưc hiện
do hoạt động sống của sinh học (động vật, thực vật và vi sinh vật). Trong vòng tuần hoàn
này sinh vật đã hấp thu năng lượng, chất dinh dưỡng và các khí từ khí quyển để tổng hợp
nên chất hữu cơ ( quang hợp ). Các chất hữu cơ này vô cơ hóa nhờ vi sinh vật và là nguồn
thức ăn cho sinh vật ở thế hệ sau.
Thực vật của vòng đại tuần hoàn địa chất là quá trình phong hóa đá để tạo thành mẫu
chất. Còn bản chất của quá trình hình thành đất là vòng tiểu tuần hoàn sinh học, vì có tiểu
tuần hoàn sinh học đất mới được hình thành, những nhân tố cơ bản cho độ phì nhiêu của
đất mới được tạo ra.
1.3.2 C
á
c
y
5


ế
u
t
ố
h
ì
n
h
t
h

à
n
h
đ
ấ
t
Đất được hình thành do sự biến đổi liên tục và sâu sắc tầng mặt của đất dưới tác
dụng của sinh vật và các yếu tố môi trường. Các yếu tố tác động vào quá trình hình thành
đất và làm cho đất được hình thành gọi là các yếu tố hình thành đất.
Docuchaev người đầu tiên nêu ra 5 yếu tố hình thành đất và gọi đó là yếu tố phát sinh
học.
(1) Đá mẹ
- Nguồn cung cấp vật chất vô cơ cho đất, trước hết là khoáng chất, cho nên nó là bộ
xương và ảnh hưởng tới thành phần cơ giới, khoáng học và cơ học của đất.
- Thành phần và tính chất đất chịu ảnh hưởng của đá mẹ thường được biểu hiện rõ rệt ở
giai đoạn đầu của quá trình hình thành đất, càng về sau sẽ bị biến đổi sâu sắc do các quá
trình hóa học và sinh học xảy ra trong đất.
(2) Khí hậu
Khí hậu tham gia vào quá trình hình thành đất được thể hiện qua:
- Nước mưa
- Các chất trong khí quyển: O2, CO2, NO2
6


- Hơi nước và năng lượng mặt trời
- Sinh vật sống trên trái đất.
Khí hậu có ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến quá trình hình thành đất:
- Trực tiếp: nước và nhiệt độ.
+ Nước mưa quyết định độ ẩm, mức độ rửa trôi, pH của dung dịch đất và tham gia tích
cực vào phong hóa hóa học.

+ Nhiệt độ làm cho đất nóng hay lạnh, nó thúc đẩy quá trình hóa học, hòa tan và tích lũy
chất hữu cơ.
- Gián tiếp: Biểu hiện qua thế giới sinh vật mà sinh vật là yếu tố chủ đạo cho quá trình
hình thành đất: biểu hiện qua quy luật phân bố địa lý theo vĩ độ, độ cao và khu vực.
(3) Yếu tố sinh học
- Cây xanh có vai trò quan trọng nhất vì nó tổng hợp nên chất hữu cơ từ những chất vô cơ
của đất và của khí quyển – nguồn chất hữu cơ của đất.
- Vi sinh vật phân hủy, tổng hợp và cố định nitow (N)
- Các động vật có xương và không xương xới đảo đất làm cho đất tơi xốp, đất có cấu trúc.
Xác sinh vật là nguồn chất hữu cơ cho đất , có thể nói vai trò của sinh vật trong quá trình
hình thành đất là: tổng hợp, tập trung, tích lũy chất hữu cơ, phân giải và biến đổi chất hữu
cơ.
(4) Yếu tố địa hình
- Địa hình khác nhau thì sự xâm nhập của nước, nhiệt các chất hòa tan sẽ khác nhau. Nơi
có địa hình cao, dốc, độ ẩm bé hơn nơi có địa hình thấp và trũng. Địa hình cao thường bị
rửa trôi, bào mòn.
- Hướng dốc ảnh hưởng đến nhiệt độ của đất.
- Địa hình ảnh hưởng tới hoạt động sống của thế giới sinh vật, tới chiều hướng và cường
độ của quá trình hình thành đất.
(5) Yếu tố thời gian
- Yếu tố này được coi là tuổi của đất. Đó là thời gian diễn ra quá trình hình thành đất và
một loại đất nhất định được tạo thành đó là tuổi.
- Đất có tuổi càng cao, thời gian hình thành đất càng dài thì sự phát triển của đất càng rõ
rệt.

7


- Ngày nay hoạt động sản xuất của con người có tác động rất mạnh đối với quá trình hình
thành đất. Do vậy một số tác giả có xu hướng đưa vào yếu tố thứ 6 của quá trình hình

thành đất.
1.4 Sự phát triển của quá trình hình thành đất
- Đất được hình thành, không ngừng tiến hóa gắn liền với sự tiến hóa của sinh giới. Sự
sống xuất hiện trên trái đất đánh dấu sự khởi đầu của quá trình tạo thành đất.
- Sinh vật đơn giản ( vi khuẩn, tảo ) tham gia đầu tiên vào quá trình tạo thành đất. Chúng
sống trên các sản phẩm đầu tiên của phong hóa vật lý các đá, sau đó làm giàu chất hữu cơ
cho sản phẩm phong hóa.
- Sau vi khuẩn, tảo xuất hiện các sinh vật tiến hóa hơn như mộc tặc, thạch tùng, dương xỉ,
rêu và sau đó là thực vật bậc cao, làm cho đất phát triển về cường độ và chất lượng.
- Khi thực vật xanh bao phủ khắp mặt đất, hệ thống rễ của chúng phát triển đa dạng ăn
sâu vào lớp đá phong hóa, thì lượng chất hữu cơ, mùn, chất dinh dưỡng, đạm tích lũy
nhiều, hình thành độ phì ổn định. Đánh dấu giai đoạn chất lượng của quá trình hình thành
đất.
- Sự tiến hóa của sinh giới từ đơn giản đến phức tạp được hoàn thiện qua hàng triệu năm,
nên quá trình phát triển để hình thành đất cũng lâu dài như vậy.
1.5 Các chức năng của đất
Đất có 5 chức năng:
(1) Môi trường để các loại cây trồng sinh trưởng và phát triển.
(2) Địa bàn cho các quá trình biến đổi và phân hủy các phế thải hữu cơ và khoáng.
(3) Nơi cư trú cho các động vật đất.
(4) Địa bàn cho các công trình xây dựng.
(5) Địa bàn để cung cấp nước và lọc nước.

8


2
2.1

Chương 2: KHÁI QUÁT VỀ XÓI MÒN

Khái niệm xói mòn đất
2.1.1 K
h
á
i
n
i
ệ
m

Chúng ta có nhiều khái niệm khác nhau về xói mòn đất như:
Ellison (1944) [23]: “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”.
FAO (1994) [26]: “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.”
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. Các khái niệm xói mòn đất phụ thuộc vào hướng
tiếp cận đối tượng và mục tiêu nghiên cứu.
2.1.2 N
g
u
y
ê
n
n
h
9

â
n
g
â
y
r
a
x
ó
i
m
ò
n
đ
ấ
t
:
- Nguyên nhân sâu xa:
+ Khai thác quá mức và sử dụng không bền vững tài nguyên sinh học: Nhằm thỏa mãn
nhu cầu của cuộc sống, con người đã không ngừng khai thác các nguồn tài nguyên từ
thiên nhiên. Khi dân số tang lên, nhu cầu sử dụng cũng tang theo và họ đã sử dụng các
phương pháp khai thác hữu hiệu hơn. Việc sử dụng các phương pháp khai thác gỗ không
bền vững từ trước đến nay đều được coi là mối đe dọa lớn, nó không những làm cạn kiệt
nguồn tài nguyên gỗ tự nhiên mà còn làm giảm sút nghiêm trọng chất lượng rừng gây xói
mòn đất nghiêm trọng.
+ Việc sử dụng đất không hợp lý như trồng cây ngắn ngày trên đất dốc, phương thức canh
tác chủ yếu là quản canh, không có biện pháp phục hồi, bồi dưỡng, bảo vệ đất… tất yếu
dẫn đến thoái hóa đất

- Nguyên nhân trực tiếp
+ Lượng mưa và cường độ mưa: Mưa là một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn và trực
tiếp đến xói mòn đất, lượng mưa phân bố không đồng đều, tập trung vào mùa mưa. Chỉ
10


cần lượng mưa trên 10mm, ở những nơi có độ dốc trên 10 0 là có thể gây ra hiện tượng xói
mòn đất. Lực của giọt mưa khiến cho lớp đất ở phần mặt trên bị tách ra thành từng hạt,
các hạt đất di chuyển theo dòng chảy sẽ dễ dàng hơn, trực tiếp gây ra xói mòn, giọt mưa
càng lớn sức công phá càng mạnh. Việt Nam là nước có lượng mưa cao hàng năm, lượng
mưa bình quân hàng năm từ 1800 – 2000 mm, có nơi lượng mưa rất cao 4000mm/năm (ở
Huế). Ở Việt Nam, 85% lượng mưa tập trung vào 6 tháng mùa mưa. nhìn chung lượng
mưa càng lớn và cường độ mưa càng mạnh thì lượng đất bị xói mòn càng nhiều.
+ Địa hình: Độ dốc quyết định đến thế năng của hạt đất và dòng chảy phát sinh trên bề
mặt. Độ dốc càng lớn thì xói mòn càng mạnh. Cường độ xói mòn còn phụ thuộc vào
chiều dài dốc: dốc càng dài khối lượng nước chảy, tốc độ dòng chảy, lực quán tính càng
tăng, xói mòn càng mạnh. Công bố nghiên cứu của các tài liệu trên thế giới đã chỉ ra
rằng, thường sau khi rừng bị khai phá, trong 3 năm đầu dòng chảy tăng lên 820mm. Vì
vậy những vùng đất trống đồi núi trọc, đất dốc có nguy cơ rất lớn thoái hóa nhanh do bị
dòng chảy rửa trôi. Đây là một trong những trở ngại lớn nhất khi sử dụng đất dốc
- Độ che phủ đất của cây: độ che phủ đất có ý nghĩa quyết định tới lượng đất bị xói mòn.
nếu trên mặt đất có cây che phủ thì mưa không rơi trực tiếp xuống đất và phân tán trên
cành, lá cây do đó xói mòn xảy ra ít và với cường độ nhỏ.
Nguyên nhân chủ yếu gây xói mòn đất ở vùng nhiệt đối như nước ta là do nước
mưa. Mưa với cường độ lớn đã tạo các dòng chảy bề mặt đất. xói mòn đất xảy ra mạnh ở
những nơi có độ dốc và lớp phủ thực vật nghèo.
2.2 Sơ lược về lịch sử nghiên cứu xói mòn đất
2.2.1 T
r
ê

n
t
h
ế
g
i
11


ớ
i
Theo Baver (1939) các nghiên cứu đầu tiên về xói mòn đất được các nhà khoa học
người Đức thực hiện vào những năm 1877 (Hudson, 1995). Năm 1907 tại Mỹ các chương
trình nghiên cứu về xói mòn đất được bắt đầu khi Bộ Nông nghiệp nước này tuyên bố
chính sách về bảo vệ nguồn tài nguyên đất. Các nghiên cứu chi tiết đầu tiên về mưa được
tiến hành bởi Laws (1941). Ellison (1944) đã phân tích các tác động cơ học của hạt mưa
lên đất và đưa ra tiến trình xói mòn. Công thức toán học được Zingg (1940) đưa vào để
đánh giá ảnh hưởng của độ dốc và độ dài của sườn dốc đến sự xói mòn.
Năm 1947 Musgrave và cộng sự đã phát triển một phương trình thực nghiệm được
gọi là phương trình Musgrave (Hudson, 1995). Phương trình này đã được triển khai áp
dụng trong nhiều năm cho đến khi Wischmeier and Smith (1958) đưa ra công thức tính
xói mòn đất, được gọi là phương trình mất đất phổ dụng (USLE). Từ giữa những năm
1980 đến đầu năm 1990 các mô hình xói mòn khác nhau đã được phát triển dựa trên
phương trình USLE ở nhiều nơi trên thế giới như: mô hình dự đoán mất đất cho miền
nam châu Phi- SLEMSA (Elwell, 1981), mô hình SOILOSS (Rosewell, 1993) được phát
triển tại Úc và mô hình ANSWERS được phát triển vào cuối những năm 1970 để đánh
giá mức độ bồi lắng lưu vực sông (Beasley và cộng sự, 1980).
2.2.2 T
ạ
i

V
i
ệ
t
N
a
m
Do nước ta có địa hình chủ yếu là đồi núi, xói mòn đất diễn ra thường xuyên nên hiện
tượng xói mòn cũng đã được nghiên cứu từ rất sớm. Thái Công Tụng và Moorman (1958)
đã có những nghiên cứu về cơ bản xói mòn đất. Sau quá trình nghiên cứu họ đưa kết luận
12


phương pháp canh tác ruộng bậc thang của người làm nông giúp giảm hiện tượng xói
mòn. Đến những năm 1960 thì các nghiên cứu xói mòn ở Việt Nam đáng chú ý là của tác
giả Nguyễn Ngọc Bình (1962) nêu lên ảnh hưởng của độ dốc đến xói mòn đất, góp phần
đưa ra các tiêu chí bảo vệ đất, sử dụng và khai thác đất dốc, Chu Đình Hoàng (1962,
1963) nghiên cứu sự ảnh hưởng của giọt mưa đến xói mòn đất và chống xói mòn bằng
biện pháp canh tác.
Từ những năm 80 trở đi thì các công trình nghiên cứu bắt đầu áp dụng phương trình mất
đất đất phổ dụng của Wischmeier and Smith (1978) như: Phạm Ngọc Dũng (1991) đã tiến
hành nghiên cứu về ứng dụng phương trình mất đất phổ quát vào dự báo tiềm năng xói
mòn đất và đưa ra các biện pháp chống xói mòn cho các tỉnh Tây nguyên, Nguyễn Tử
Xiêm và Thái Phiên (1996) với công trình nghiên cứu về đất đồi núi Việt Nam[19]. Về
mặt lý luận các tác giả đã đánh giá được năng lực phòng hộ của một số dạng cấu trúc
thảm thực vật rừng về mặt chống xói mòn và tiến hành các nghiên cứu với quy mô và áp
dụng các biện pháp chống xói mòn hiện đại hơn.

2.2.3 M
ộ

t
s
ố
n
g
h
i
ê
n
c
ứ
u
v
ề
13


x
ó
i
m
ò
n
c
ó
ứ
n
g
d
ụ

n
g
c
ô
n
g
n
g
h
ệ
G
I
S
t
ạ
i
V
i
ệ
14


t
N
a
m
Trong những năm gần đây với việc ứng dụng GIS vào nghiên cứu xói mòn thì
đã có một số công trình được tiến hành như: “Ứng dụng GIS ước lượng xói mòn đất tại
lâm trường Mã Đà- Tỉnh Đồng Nai” của Nguyễn Kim Lợi (2006); “Ứng dụng GIS và
viễn thám đánh giá xói mòn đất lưu vực hồ Dầu Tiếng” của Trần Tuấn Tú, Nguyễn

Trường Ngân (2009); “Ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) để dự báo xói
mòn đất tại huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Cạn” của Hoàng Tiến Hà (2009)... Các công trình
nghiên cứu này tập trung vào tính toán lượng đất xói mòn, đề ra một số biện pháp hạn chế
xói mòn nhưng vẫn chưa đề cặp đến vấn đề hạn chế các hậu quả do xói mòn gây ra.
2.3 Phân loại xói mòn đất
2.3.1 X
ó
i
m
ò
n
d
o
n
ư
ớ
c
Xói mòn do nước gây ra do tác động của nước chảy tràn trên bề mặt. Để xảy ra xói
mòn nước cần có năng lượng của mưa làm tách các hạt đất ra khỏi thể đất sau đó nhờ
dòng chảy vận chuyển chúng đi. Khoảng cách di chuyển hạt đất phụ thuộc vào năng
lượng của dòng chảy, địa hình của bề mặt đất... Bao gồm có các dạng sau:
- Theo dòng nước gây ra xói mòn
15


+ Xói mòn đất do dòng chảy thường xuyên gây ra như: Sông suối,..
+ Xói mòn đất do dòng chảy tạm thời: dòng lũ…
+ Xói mòn đất do nước chảy tràn.
- Theo tác động của nước:
Xói mòn do nước có thể phân biệt làm hai dạng: rửa trôi bề mặt theo quá trình

chảy tràn và xói mòn khe rãnh. Các loại hình xói mòn do tác động của nước: Kiểu xói
mòn do nước gây ra do tác động của nước chảy tràn bề mặt (nước mưa, bang tuyết tan
hay tưới tràn): Để xảy ra xói mòn, nước cần có năng lượng để tách các hạt đất, rồi sau đó
vận chuyển chúng đi. Mưa và nước có thể tách được các hạt đất xong việc vận chuyển
được chúng đi bao xa phải phụ thuộc vào dòng chảy. 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. Dòng chảy của nước
có thể tạo ra các rãnh xói, khe xói hoặc bị bóc theo từng lớp, người ta chia kiểu xói mòn
do nước gây ra thành các dạng:
+ Xói mòn thẳng: là sự lở đất, đá mẹ theo những dòng chảy tập trung, ăn sâu tạo ra các
rãnh xói và mương xói
+ Xói mòn phẳng: là sự rửa trôi đất một cách tương đối đồng đều trên bề mặt do nước
chảy dàn đều, đất bị cuốn đi theo từng lớp, phiến.
+ Xói mòn theo lớp: tác động của xói mòn làm đất bị mất đi theo lớp không đồng đều
nhau trên những vị trí khác nhau của bề mặt đất dốc. Tuy nhiên, dạng xói mòn này đôi
khi cũng kèm theo những rãnh xói nhỏ đặc biệt rõ ở những đồi trọc trồng cây hoặc bị bỏ
hoang.
- Xói mòn theo các khe, rãnh: Là hiện tượng trên bề mặt đất tạo thành những dòng xói
theo các khe, rãnh trên sườn dốc nơi mà dòng chảy tập trung. Thường khi mưa lâu, dòng
chảy tự nhiên tạo thành các khe lớn hay nhỏ tùy thuộc vào mức độ xói và đường cắt của
nước chảy xuống dưới.
+ Mương xói: Thường thể hiện ở những nơi có mức độ xói mòn nghiêm trọng, đất bị xói
mòn cả ở dạng lớp và khe, rãnh ở mức độ mạnh do trên những vùng đất cao, dốc, mưa
lớn tạo nên những dòng chảy cực đại trên sườn dốc. Ngoài việc bào mòn lớp đất mặt
chúng còn có khả năng tạo ra những dòng xói hoặc rãnh xói có nơi sâu 5 – 6m tới tận lớp
đá mẹ và làm mất đi khả năng sản xuất của đất.
16


2.3.2 X

ó
i
m
ò
n
d
o
g
i
ó
Là hiện tượng xói mòn gây ra bởi sức gió. Đây là hiện tượng xói mòn có thể xảy ra
tại bất kỳ nơi nào khi có nhưng điều kiện thuận lợi sau:
- Đất khô, tơi và bị tách nhỏ đến mức độ gió có thể cuốn đi.
- Mặt đất phẳng có ít thực vật che phủ thuận lợi cho việc di chuyển của gió.
- Diện tích đất đủ rộng và tốc độ gió đủ mạnh để mang các hạt đất đi.
Thông thường đất cát là loại rất dễ bị xói mòn do gió vì sự liên kết giữa các hạt cát
là rất nhỏ, đất lại bị khô nhanh. Dưới tác dụng của gió thì đất có thể di chuyển thành
nhiều dạng phức tạp như: nhảy cóc, trườn trên bề mặt, lơ lửng.
2.3.3 T
i
ế
n
t
r
ì
n
h
x
ó
i

17


m
ò
n
đ
ấ
t
Về nguyên lý, Ellision (1944) xem xói mòn đất 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.
Xói mòn là một quá trình tự nhiên, tuy nhiên ở một vài nơi quá trình này diễn ra nhanh
hơn do các hoạt động của con người . Ellision đã xác định tác nhân gây xói mòn mạnh
mẽ nhất là xung lực hạt mưa tác động vào mặt đất và chia quá trình này thành 3 giai
đoạn:
-

Giai đoạn 1: Hạt mưa rơi xuống làm vỡ cấu trúc đất, tách rời từng hạt đất ra khỏi

-

bề mặt đất.
Giai đoạn 2: Những hạt đất bị bong ra bị dòng nước cuốn trôi theo sườn dốc, di

-

chuyển đi nơi khác, làm mất đất ở khu vực này.
Giai đoạn 3: Những hạt đất lắng đọng ở một nơi khác, tăng thêm khối lượng đất
cho nơi này, vùi lấp bề mặt đất cũ, làm cạn lòng hồ.

Hình 2.1. Tiến trình xói mòn đất (Nguồn: Nguyễn Kim Lợi, 2005 )
Quá trình xói mòn gồm: xói lở song suối và xói mòn, rửa trôi bề mặt
- Xói lở sông suối: quá trình này được xác định theo công thức động năng của dòng chảy:
F = vm2/2
Trong đó:

F là động năng của khối nước chảy
m là khối lượng nước chảy
18


v là vận tốc dòng chảy

Như 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 thước 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.
2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến xói mòn 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.

Hình 2.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất
2.4.1 Y
ế
u

t
ố
m
19


ư
a
(
R
a
i
n
f
a
l
l
E
r
o
s
i
o
n
I
n
d
e
x
)

Sau nhiều công trình nghiên cứu về xói mòn đất một cách có hệ thống các nhà
khoa học phát hiện ra rằng nhân tố quan trọng nhất gây ra xói mòn đất đó là hạt mưa.
Theo Elison (1944) là người đầu tiên chỉ ra chính hạt mưa là thủ phạm tạo ra sự xói mòn.
Năm 1985 Hudson N.W. từ kết quả thực nghiệm cho thấy hạt mưa có động năng lớn hơn
256 lần so với dòng chảy trên mặt mà nó sinh ra.

20


Hình 2.3. Tiến trình của tác động mưa đến xói mòn đất
(Nguồn: Nguyễn Kim lợi, 2005)
Như vậy tác động chủ yếu của các hạt mưa là sự phá vỡ kết cấu lớp đất mặt
bằng động năng của mình chính điều này làm các hạt đất tách ra khỏi mặt đất. Đồng thời
mưa còn tạo ra dòng chảy để vận chuyển các hạt đất đến vị trí bồi lắng. Giữa hạt mưa và
dòng chảy do nó tạo ra có mối quan hệ với nhau. Chính sự va đập của mưa vào mặt đất
làm cho đất hóa lầy và dòng chảy trên mặt tăng lên.
Ảnh hưởng của lượng mưa: ảnh hưởng lớn nhất đến xói mòn đất, quá trình xói
mòn bị chi phối bởi các đặc trưng mưa: phân bố mưa, cường độ mưa, lượng mưa, loại
mưa và chế độ mưa. Kết quả quan trắc về lượng đất bị xói mòn trên đất trồng chè, độ dốc
80 ở các địa điểm khác nhau như sau:
Bảng 2.1. Ảnh hưởng của lượng mưa đến xói mòn
Địa điểm
Phú hộ
Khải xuân
Di Linh
Playku

Lượng mưa, mm

Lượng đất xói mòn

1500
1769
2041
2447

(T/ha/năm)
52
58
150
189

2.4.2 Y
ế
u
t
ố
t
h
ổ
21


n
h
ư
ỡ
n
g
(

S
o
i
l
E
r
o
d
i
b
i
l
i
t
y
I
n
d
e
x
)
Thổ nhưỡng hay tính chất đất (tính chất vật lý, hóa học, sinh học) là yếu tố
quyết định tính xói mòn của đất. Khi hạt mưa rơi xuống đất thì có hai tác động xảy ra đối
với đất dẫn đến quá trình xói mòn đất:
22


- Năng lượng của hạt mưa va đập phá vỡ kết cấu đất, tác động đến tính chất hóa học và
vật lý, làm tách rời các hạt đất.
- Quá trình vận chuyển các hạt đất.

Nếu đất có kết cấu, tồn tại một trạng thái cân bằng, các khe hở và các đoàn lạp
được duy trì làm cho cấu trúc đất khó bị phá vỡ. Nếu đất không có cấu tạo hạt kết thì các
hạt đất không liên kết với nhau. Đất như vậy rời rạc khi năng lượng của hạt mưa tác động
vào đất làm cho cấu trúc đất dễ bị phá vỡ dẫn đến xói mòn đất.
Như vậy, sự xói mòn của các loại đất khác nhau thì khác nhau. Tính xói mòn
của đất không chỉ chịu sự ảnh hưởng của thành phần cơ giới mà còn thuộc vào cấu trúc
đất. Đối với các loại đất có cấu trúc, giàu hữu cơ thì khả năng kháng xói mòn tốt hơn các
loại đất có không có cấu trúc (cấu trúc rời rạc), nghèo hữu cơ.
2.4.3 N
h
â
n
t
ố
đ
ị
a
h
ì
n
h
(
L
S
F
a
c
23

t
o
r
)
Độ dốc ảnh hưởng, liên quan trực tiếp đến lượng đất xói mòn , rửa trôi , vì độ dốc
quyết định thế năng của hạt đất và dòng chảy phát sinh trên mặt. Năng lượng gây xói
mòn của dòng chảy bề mặt gia tăng khi độ dốc tăng lên. Đất có độ dốc lớn dễ bị xói mòn
hơn đất bằng phẳng vì các yếu tố tạo xói mòn như: sự bắn tóe đất, sự xói rửa bề mặt, sự
lắng đọng, và di chuyển khối tác động lớn hơn trên sườn dốc có độ dốc cao. Dạng hình
học của sườn dốc có ảnh hưởng khác nhau đến xói mòn. Lượng đất mất đi từ sườn dốc
phẳng lớn hơn khi sườn dốc có dạng lõm và nhỏ hơn khi sườn dốc có dạng lồi. Ngoài ảnh
hưởng của độ dốc, xói mòn còn phụ thuộc và chiều dài sườn dốc.
Bảng 2.2: Ảnh hưởng của độ dốc đến xói mòn đất
Loại đất

Cây trồng

Đất Bazan
Đất Bazan
Đất Bazan
Đất phù sa cổ
Đất phù sa cổ
Đất phù sa cổ
Đất phù sa cổ

Chè 1 tuổi
Chè 1 tuổi
Chè 1 tuổi
Sắn 1 tuổi
Sắn 1 tuổi

Sắn 1 tuổi
Sắn 1 tuổi

Lượng đất

Địa điểm,

mất

năm nghiên

Độ dốc (độ)
3
8
15
3
5
8
22

(tấn/ha/năm)
cứu
96
Tây Nguyên
211
(1978 - 1982)
305
15
Vĩnh Phú
47

57
(1982 - 1986)
147
(Nguồn: Nguyễn Quang Mỹ, 2005)

Bảng 2.2 cho thấy nếu độ dốc tăng 2 lần thì cường độ xói mòn tăng 2- 4 lần.
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.
Bảng 2.3. Ảnh hưởng của chiều dài sườn dốc đến xói mòn
Cây trồng
Chè

Độ dốc, độ
8

Chiều dài sườn dốc, mm
2

Tổn thất đất T/ha
6

30

27

40

204

24


2.4.4 Y
ế
u
t
ố
c
h
e
p
h
ủ
m
ặ
t
(
C
r
o
p
m
a
n
a
g
e
m
e

n
t
f
17