Ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) để dự báo xói mòn đất huyện Sơn Động - tỉnh Bắc Giang

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h tt p :// w w w . L r c - t n u . e d u . v n
ĐẠI HỌC THÁI
NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG
LÂM
------
HOÀNG TIẾN
HÀ
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG THÔNG TIN
ĐỊA LÝ (GIS) ĐỂ DỰ BÁO XÓI MÕN ĐẤT HUYỆN
SƠN ĐỘNG - TỈNH BẮC GIANG
CHUYÊN NGÀNH: LÂM
HỌC
Mã số:
60.62.60
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM
NGHIỆP
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: - TS. NGUYỄN VĂN SINH
- TS. ĐỖ THỊ LAN
THÁI NGUYÊN, NĂM
2009
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h tt p :// w w w . L r c - t n u . e d u . v n
ĐẠI HỌC THÁI
NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG
LÂM
------
HOÀNG TIẾN HÀ
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG THÔNG
TIN ĐỊA LÝ (GIS) ĐỂ DỰ BÁO XÓI MÕN ĐẤT
HUYỆN SƠN ĐỘNG - TỈNH BẮC GIANG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM
NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH: LÂM
HỌC
THÁI NGUYÊN, NĂM
2009
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h tt p :// w w w . L r c - t n u . e d u . v n
LỜI CẢM ƠN
Luận văn
đƣợc
hoàn thành theo
ch
ƣ
ơng
trình đào tạo cao học khoá 14 tại
trƣờng
Đại học Nông lâm - Đại học Thái Nguyên.
Hoàn thành luận văn thạc sỹ này, tôi đã đƣợc sự quan tâm giúp đỡ của Ban
giám hiệu, khoa đào tạo Sau đại học
trƣờng
Đại học Nông lâm. Nhân dịp này tôi xin
bày tỏ lòng biết ơn đến sự giúp đỡ quý báu đó.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Nguyễn Văn Sinh - Viện Sinh
thái và tài nguyên sinh vật, Tiến sĩ Đỗ Thị Lan - Giảng viên khoa Tài nguyên - Môi
trƣờng, trƣờng
Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã trực tiếp chỉ dẫn, nhiệt tình giúp
đỡ tôi hoàn thành luận văn.
Luận văn có ý kiến tham gia của Thạc sỹ Đỗ Văn Thanh, giảng viên trƣờng
Đại học sƣ phạm Hà Nội; Thạc sỹ Hà Quý Quỳnh, Viện sinh thái và tài nguyên
sinh vật, tôi xin

đƣợc
bày tỏ lòng biết ơn đến sự giúp đỡ quý báu đó.
Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ của Lãnh đạo, cán bộ công chức các cơ quan:
UBND huyện Sơn Động, Hạt Kiểm lâm, Phòng Tài nguyên - Môi trƣờng, Phòng
Thống kê, Trung tâm khí
tƣợng
thủy văn huyện Sơn Động đã tạo điều kiện và giúp
đỡ tôi trong quá trình thu thập các tài liệu phục vụ luận văn.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo các đơn vị: Sở Nông nghiệp và PTNT
Bắc Giang, Chi cục Lâm nghiệp, Chi cục Kiểm lâm đã tạo điều kiện cho tôi
đƣợc
tham
gia khóa học và những điều kiện tốt nhất để tôi học tập, nghiên cứu luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến
ngƣời
thân, bạn bè và đồng nghiệp
đã động viên, giúp đỡ tôi trong thời gian qua.
Một lần nữa, tôi xin trân trọng cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 11 năm
2009
Tác
giả
Hoàng Tiến
Hà
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h tt p : // www . Lr c - t nu . e du . v n
2
MỤC
LỤC
MỞ ĐẦU.......................................................................................................................... 6
1. Đặt vấn đề ............................................................................................................................6

2. Mục đích nghiên cứu............................................................................................................7
3. Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu..............................................................................................7
4. Khối
lƣợng
và cấu trúc luận văn .........................................................................................7
Chƣơng
1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................................... 9
1.1. Xói mòn đất và các nhân tố ảnh h
ƣ
ởng đến xói mòn đất .................................................9
1.1.1. Xói mòn đất...................................................................................................... 9
1.1.2. Các quá trình xói mòn đất ................................................................................ 9
1.1.2.1. Xói lở sông suối......................................................................................... 9
1.1.2.2. Xói mòn và rửa trôi bề mặt ...................................................................... 10
1.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất ........................................................ 10
1.1.3.1. Ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu đến xói mòn đất ............................... 11
1.1.3.2. Ảnh hưởng của địa hình đến xói mòn đất................................................. 11
1.1.3.3. Ảnh hưởng của lớp phủ thực vật đến xói mòn đất .................................... 13
1.1.3.4. Ảnh hưởng của đất đến quá trình xói mòn đất ......................................... 13
1.1.3.5. Ảnh hưởng của con người đến xói mòn đất .............................................. 13
1.2. Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới .............................................................................14
1.2.1. Các xu hướng mới trong nghiên cứu xói mòn ................................................. 14
1.2.2. Các phương pháp đánh giá xói mòn đất [30] ................................................. 15
1.2.3. Các mô hình đánh giá xói mòn đất ................................................................. 16
1.2.3.1. Mô hình kinh nghiệm ............................................................................... 16
1.2.3.2. Mô hình nhận thức .................................................................................. 22
1.3. Nghiên cứu xói mòn đất ở Việt Nam...............................................................................23
1.4. Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong đánh giá xói mòn đất .........................28
1.4.1. Sự hình thành và phát triển của GIS............................................................... 28
1.4.2. Ứng dụng GIS trực tiếp xây dựng bản đồ xói mòn .......................................... 29

1.4.3. Ứng dụng GIS và mô hình hóa tính toán xói mòn đất ..................................... 30
CHƢƠNG
II: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN - XÃ HỘI ....................................................... 33
KHU VỰC NGHIÊN CỨU ........................................................................................... 33
2.1. Điều kiện tự nhiên ...........................................................................................................33
2.1.1. Vị trí địa lý, địa hình ...................................................................................... 33
2.1.1.1. Vị trí địa lý .............................................................................................. 33
2.1.1.2. Địa hình .................................................................................................. 34
2.1.2. Khí hậu, thuỷ văn ........................................................................................... 35
2.1.2.1. Khí hậu ................................................................................................... 35
2.1.2.2. Thuỷ văn ................................................................................................. 37
2.1.3. Thổ nhưỡng.................................................................................................... 38
2.1.4. Đặc điểm tài nguyên rừng .............................................................................. 40
2.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ................................................................................................43
2.2.1. Thành phần dân tộc và phân bố dân cư .......................................................... 43
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h tt p : // www . Lr c - t nu . e du . v n
3
2.2.2. Y tế, giáo dục[21] .......................................................................................... 43
2.2.3. Giao thông ..................................................................................................... 44
2.2.4. Tình hình phát triển sản xuất huyện Sơn Động ............................................... 44
Chƣơng
3: ĐỐI T
Ƣ
ỢNG, NỘI DUNG VÀ
PHƢƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 45
3.1. Đối
tƣợng
nghiên cứu và giới hạn phạm vi nghiên cứu..................................................45
3.2. Thời gian nghiên cứu ......................................................................................................45

3.3. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................................45
3.4. Ph
ƣ
ơng pháp nghiên cứu ................................................................................................46
3.4.1. Ngoại nghiệp.................................................................................................. 46
3.4.2. Nội nghiệp ..................................................................................................... 47
3.4.2.1. Hệ số mưa (R) ......................................................................................... 47
3.4.2.2. Hệ số thổ nhưỡng (K) .............................................................................. 49
3.4.2.3. Hệ số độ dốc (S) và chiều dài sườn dốc (L).............................................. 51
3.4.2.4. Hệ số thực bì (C) ..................................................................................... 53
3.4.2.5. Hệ số các công trình bảo vệ đất (P) ......................................................... 54
3.4.2.6. Thành lập bản đồ xói mòn tiềm năng huyện Sơn Động (V)....................... 55
3.4.2.7. Thành lập bản đồ xói mòn huyện Sơn Động (A) ....................................... 55
3.4.3. Quy trình nghiên cứu ..................................................................................... 56
3.4.3.1. Xây dựng các bản đồ đơn thành phần:..................................................... 56
3.4.3.2. Xây dựng bản đồ xói mòn tiềm năng và xói mòn thực tế: ......................... 56
3.5. Cơ sở tài liệu....................................................................................................................57
Chƣơng
4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................................... 59
4.1. Xây dựng bản đồ xói mòn tiềm năng và xói mòn thực tế huyện Sơn Động ...................59
4.1.1. Xây dựng bản đồ hệ số xói mòn do mưa (R) ................................................... 59
4.1.2. Thành lập bản đồ hệ số kháng xói của đất (K) ................................................ 60
4.1.3. Thành lập bản đồ hệ số địa hình (LS) ............................................................. 62
4.1.4. Thành lập bản đồ hệ số lớp phủ thực vật (C) .................................................. 63
4.1.5. Bản đồ hệ số canh tác (P) .............................................................................. 65
4.1.6. Bản đồ xói mòn tiềm năng huyện Sơn Động ................................................... 66
4.1.7. Bản đồ xói mòn huyện Sơn Động.................................................................... 69
4.2. Kiểm chứng kết quả nghiên cứu .....................................................................................72
4.3. Ảnh h
ƣ

ởng biến động lớp phủ thực vật tới xói mòn đất huyện Sơn Động ....................73
4.3. Một số đề xuất cho khu vực nghiên cứu .........................................................................74
4.3.1. Đối với khu vực xói mòn cấp 1 - Cấp không xói mòn ...................................... 74
4.3.2. Đối với khu vực xói mòn cấp 2 - Cấp ít nguy hại ............................................ 74
4.3.3. Đối với khu vực xói mòn cấp 3 - Cấp nguy hại ............................................... 75
4.3.4. Đối với khu vực xói mòn cấp 4 - Cấp rất nguy hại .......................................... 75
4.3.5. Đối với khu vực xói mòn cấp 5 - Cấp cực kỳ nguy hại .................................... 75
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 77
1. Kết luận: .............................................................................................................................77
2. Kiến nghị: ...........................................................................................................................77
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 78
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h tt p : // www . Lr c - t nu . e du . v n
4
DANH MỤC CÁC
BẢNG
Bảng 1.1: Ảnh
hƣởng
của độ dốc đến xói mòn đất [6] ................................................. 12
Bảng 2.1: Một số thông tin về chế độ khí hậu............................................................... 36
huyện Sơn Động – Bắc Giang........................................................................................ 36
Bảng 2.2:
Lƣợng mƣa
huyện Sơn Động năm 2007 theo tháng .................................... 36
Bảng 2.3: Độ che phủ thảm thực vật Sơn Động ........................................................... 42
Bảng 3.1: Hệ số xói mòn đất của một số loại đất ở Việt Nam ...................................... 50
Bảng 3.2. Bảng tra C theo Hội khoa học đất quốc tế [3] ............................................. 53
Bảng 3.3: Hệ số xói mòn đất của một số dạng thảm thực vật ...................................... 54
ở Việt Nam [4] ............................................................................................................... 54
Bảng 3.4. Bảng tra hệ số P theo hội khoa học đất quốc tế [3] ...................................... 55
Bảng 3.5: Phân cấp xói mòn và xói mòn tiềm năng...................................................... 57

Bảng 4.1: Hệ số kháng xói các loại đất huyện Sơn Động ............................................. 61
Bảng 4.2: Bảng hệ số C khu vực nghiên cứu ................................................................ 64
Bảng 4.3: Phân câp xoi mon tiêm năng huyện Sơn Động ............................................ 68
Bảng 4.4: Phân câp xoi mon huyện Sơn Động.............................................................. 71
Bảng 4.5:
Tƣơng
quan diện tích xói mòn với độ che phủ rừng ................................... 73
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h tt p : // www . Lr c - t nu . e du . v n
5
DANH MỤC CÁC
HÌNH
Hình 1.1: Các nhân tố chính ảnh
hƣởng
đến xói mòn đất ........................................... 10
Hình 1.2: Ứng dựng GIS trực tiếp tính toán xói mòn .................................................. 30
Hình 1.3: Sử dụng mô hình USLE trong tính toán xói mòn bằng GIS........................ 32
Hình 2.1: Vị trí địa lý huyện Sơn Động ........................................................................ 33
Hình 2.2: Bản đồ hành chính huyện Sơn Động ............................................................ 34
Hình 2.3: Biểu đồ
lƣợng mƣa
huyện Sơn Động, năm 2007 .......................................... 37
Hình 2.4: Hệ thống sông, suối huyện Sơn Động ........................................................... 38
Hình 2.5: Bản đồ phân bố các loại đất huyện Sơn Động .............................................. 39
Hình 2.6: Diện tích các loại đất chính huyện Sơn Động............................................... 40
Hình 2.7: Bản đồ hiện trạng thảm thực vật .................................................................. 41
huyện Sơn Động, năm 2007........................................................................................... 41
Hình 2.8: Phân bố dân
cƣ
huyện Sơn Động.................................................................. 43
Hình 3.1: Mô hình ph

ƣ
ơng pháp tính toán bản đồ trên GIS ....................................... 46
Hình 3.2. Các
bƣớc
xây dựng bản đồ hệ số R............................................................... 48
Hình 3.3: Các
bƣớc
xây dựng bản đồ hệ số LS ............................................................ 52
Hình 3.4:
Phƣơng
pháp nghiên cứu xói mòn đất ......................................................... 58
Hình 4.1: Bản đồ
đƣờng
đẳng trị
mƣa
huyện Sơn Động.............................................. 59
Hình 4.2: Bản đồ hệ số xói mòn do
mƣa
(R)................................................................. 60
Hình 4.3: Bản đồ hệ số kháng xói của đất (K) .............................................................. 62
Hình 4.4: Bản đồ hệ số LS ............................................................................................. 63
Hình 4.5: Bản đồ hệ số C khu vực nghiên cứu ............................................................ 65
Hình 4.6: Bản đồ xói mòn tiềm năng huyện Sơn Động ................................................ 67
Hình 4.7: Bản đồ xói mòn đất huyện Sơn Động ........................................................... 70
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h tt p : // www . Lr c - t nu . e du . v n
6
MỞ
ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Sơn Động là huyện miền núi của tỉnh Bắc Giang có diện tích tự nhiên

là 84.432,4 ha, trong đó diện tích đất lâm nghiệp là 68.348,29 hecta chiếm
72,0% [14]. Địa hình Sơn Động gồm đồi núi xen kẽ các thung lũng, manh
mún, địa hình chia cắt mạnh chênh lệch về độ cao, độ dốc lớn. Hiện
t
ƣ
ợng
xói
mòn, rửa trôi đang xảy ra mạnh. Tuy nhiên, đến nay
chƣa
có nghiên cứu nào
về xói mòn đất trên địa bàn huyện Sơn Động.
Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá, là
tƣ
liệu đặc biệt, là thành phần
quan trọng hàng đầu của môi
tr
ƣ
ờng
sống, là
tƣ
liệu lao động chính của nền
kinh tế Nông – Lâm nghiệp. Tuy nhiên, trong vài thập kỷ gần đây, cùng với
sự gia tăng dân số, các nguồn tài nguyên khoáng sản, thảm thực vật, đất đai đã
và đang
đƣợc
sử dụng ở mức độ cao, thậm chí không hợp lý. Việc khai thác
Nông – Lâm nghiệp không có ý thức ngày càng làm cho quá trình xói mòn đất
xảy ra nghiêm trọng, độ phì nhiêu ngày càng giảm, nhiều nơi trơ sỏi đá, trở
thành đất trống, đồi núi trọc [6].
Xói mòn đất là quá trình phá huỷ lớp thổ

nhƣỡng
(bao gồm cả phá huỷ
thành phần cơ, lý, hoá, chất dinh
d
ƣ
ỡng
v.v… của đất)
dƣới
tác động của các
nhân tố tự nhiên và nhân sinh làm giảm độ phì của đất, gây ra bạc mầu, thoái
hoá đất, laterit hoá, trơ sỏi đá v.v…, ảnh
hƣởng
trực tiếp tới sự sống và phát
triển của thảm thực vật rừng, thảm cây trồng khác. [6].
Ðể giảm thiểu xói mòn ở khu vực miền núi, hai vấn đề cần
đƣợc
song
song nghiên cứu là: quá trình xói mòn, nguyên nhân, các yếu tố ảnh
hƣởng
và
vấn đề sử dụng hợp lý tài nguyên. Có nhiều
ph
ƣ
ơng
pháp nghiên cứ u, đánh
giá xói mòn đất
đƣợc
các tác giả trong và ngoài
nƣớc
sử dụng. Trong đó, việc

ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) là
phƣơng
pháp
, là công
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h tt p : // www . Lr c - t nu . e du . v n
7
cụ mạnh có khả năng phân tích không gian trong thơi gian ngắn . Công
nghệ GIS còn cho phép tích hợp phƣơng trình mất đất tổng quát của
Wischmeier W.H và Smith D.D để tính toán và xây dựng bản đồ xói mòn đất
của các lƣu vực, vùng lãnh thổ một cách dễ dàng và chính xác.
Vơi cac ly do nêu
trên
, chúng tôi chọn đề tài: “Ứng dụng công nghệ hệ
thống thông tin địa lý (GIS) để dự báo xói mòn đất huyện Sơn Động - tỉnh
Bắc Giang”.
2. Mục đích nghiên cứu
Dự báo xói mòn đất phục vụ quy hoạch sử dụng hợp lí tài nguyên đất
huyện Sơn Động.
Để đạt
đƣợc
mục đích trên, đề tài đặt ra những mục tiêu cụ thể sau:
- Xây dựng bản đồ xói mòn đất hiện tại và bản đồ dự báo tiềm năng xói
mòn đất huyện Sơn Động dựa trên ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa
lý (GIS), làm cơ sở định
hƣớng
cho chiến
lƣợc
quy hoạch sử dụng đất huyện
Sơn Động.
- Đề xuất một số giải pháp chống xói mòn đất.

3. Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu
- Ý nghĩa khoa học:
Luận văn ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để đánh giá và dự
báo xói mòn đất qua việc phân tích không gian và mối quan hệ của các nhân
tố địa hình, thủy văn, thổ
nh
ƣ
ỡng,
thực vật và con
ngƣời
tại huyện Sơn Động.
- Ý nghĩa thực tiễn của luận văn:
Đánh giá xói mòn và xói mòn tiềm năng huyện Sơn Động, từ đó xây
dựng bản đồ xói mòn đất khu vực nghiên cứu làm cơ sở đề xuất một số giải
pháp hạn chế xói mòn đất.
4. Khối
lƣợng
và cấu trúc luận văn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h tt p : // www . Lr c - t nu . e du . v n
8
Luận văn đƣợc trình bày trong 80 trang khổ A4 với 21 hình, 14 bảng
biểu và
đƣợc
trình
nhƣ
sau:
MỞ ĐẦU
Chƣơng
1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.
Ch

ƣ
ơng
2: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN – XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN
CỨU Ch
ƣ
ơng
3: ĐỐI
TƢỢNG,
NỘI DUNG,
PHƢƠNG
PHÁP
NGHIÊN CỨU
Chƣơng
4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO
LUẬN
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h tt p : // www . Lr c - t nu . e du . v n
9
Ch
ƣ
ơng
1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Xói mòn đất và các nhân tố ảnh
h
ƣ
ởng
đến xói mòn đất
1.1.1. Xói mòn đất
Có nhiều định nghĩa về xói mòn đất, để phù hợp với khu vực nghiên cứu,
luận văn sử dụng định nghĩa của Nguyễn Quang Mỹ [6]: Xói mòn đất (soil

erosion) là quá trình phá hủy lớp thổ
nh
ƣ
ỡng
(bao gồm phá hủy các thành
phần cơ, lý, hóa, chất dinh dƣỡng v.v... của đất) dƣới tác động của các nhân
tố tự nhiên và nhân sinh, làm giảm độ phì của đất, gây ra bạc mầu, thoái hóa
đất, laterit hóa, trơ sỏi đá v.v... ảnh
h
ƣ
ởng
trực tiếp đến sự sống và phát triển
của thảm thực vật rừng, thảm cây trồng khác. Xói mòn gồm 2 loại:
- Xói mòn bề mặt: Là loại xói mòn do
mƣa
và băng tuyết tan. Kiểu xói
mòn này
thƣờng
gặp trên
sƣờn
và đỉnh phân thủy cũng
nhƣ
ở trên các bồn
thu
n
ƣ
ớc.
- Xói mòn theo dòng: Là kiểu xâm thực, xói mòn tập trung trong các dải
trũng
nhƣ

các rãnh sâu, thung lũng, sông suối. Xâm thực theo dòng chia làm 2
loại là xâm thực sâu và xâm thực ngang.
1.1.2. Các quá trình xói mòn đất
Các quá trình xói mòn gồm: Xói lở sông suối và xói mòn, rửa trôi bề mặt.
1.1.2.1. Xói lở sông suối
Quá trình xói lở sông suối đƣợc xác định theo công thức về động năng
của dòng chảy [6].
Trong đó:
F=vm
2
/2
F: là động năng của khối
nƣớc
chảy
m: là khối
lƣợng nƣớc
chảy
v: là vận tốc dòng chảy
Nhƣ
vậy động năng của dòng chảy tỉ lệ thuận với bình
phƣơng
của tốc độ
dòng chảy. Trong quá trình xói lở, dòng chảy tạo ra vật liệu, phù sa. Tùy theo
kích
thƣớc
phù sa và tốc độ dòng chảy mà phù sa có thể vận chuyển xuôi theo
chiều dòng chảy. Khi động năng của dòng chảy không đủ sức mang đi từng
bộ phận vật chất, phù sa sẽ lắng đọng xuống dòng sông gọi là quá trình bồi tụ.
1.1.2.2. Xói mòn và rửa trôi bề mặt
Là quá trình xói mòn do dòng chảy tạm thời trên

sƣờn
lúc
mƣa
hoặc
tuyết tan và chịu ảnh
hƣởng
của rất nhiều yếu tố tự nhiên, trong đó yếu tố địa
hình là quan trọng nhất.
1.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất
Các nhân tố chính ảnh
h
ƣ
ởng
đến quá trình xói mòn đất gồm: khí hậu,
địa hình, đất đai, thảm thực vật và con
ngƣời, đƣợc
mô tả trong hình 1.1:
A/H tích
cực
A/H tiêu
cực
Con
n
gƣ
ời
Khí
hậu
Xói
Mòn
Địa

hình
A/H hai
chiều
Thảm
thực
vật
Đất
đai
Hình 1.1: Các nhân tố chính ảnh
h
ƣ
ởng
đến xói mòn đất
1.1.3.1. Ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu đến xói mòn đất
Xói mòn chủ yếu do dòng chảy bề mặt gây ra,
nh
ƣ
ng
dòng chảy lại do
các yếu tố khí hậu quyết định đó là: Tổng
lƣợng mƣa
và tính chất của
m
ƣ
a,
thời gian và
c
ƣ
ờng
độ

mƣa.
Thời gian
mƣa
càng lớn,
c
ƣ
ờng
độ
mƣa
càng cao
thì quá trình xói mòn càng xảy ra mạnh. Sự xuất hiện của xói mòn phụ thuộc
rất nhiều vào lớp nƣớc trong một đợt
mƣa
và lƣợng
mƣa
trung bình tháng,
năm. Lớp
nƣớc
mặt trên diện tích trồng cà phê 3 năm tuổi là 754mm gây rửa
trôi 44,0 tấn/ha, khi lớp nƣớc mặt 2501mm gây rửa trôi 213 tấn/ha.
Nhƣ
vậy
trong điều kiện nhƣ nhau, khi dòng chảy mặt tăng 4 lần sẽ làm tăng rửa trôi
đất từ 5 lần [6].
C
ƣ
ờng
độ
mƣa
gây ảnh hƣởng mạnh nhất đến dòng chảy mặt và xói

mòn đất. Theo Nguyễn Quang Mỹ [6]: trận
mƣa
10mm với
c
ƣ
ờng
độ trung
bình trong khoảng thời gian
dƣới
1 giờ, xói mòn đất xảy ra mạnh nhất khi
lớp nƣớc đạt từ 8-10mm và đặc biệt trên đất bỏ hoang. Ảnh hƣởng của
c
ƣ
ờng
độ
mƣa
đến xói mòn càng mạnh nếu
c
ƣ
ờng
độ đạt cực đại xảy ra vào
nửa giờ đầu của trận
m
ƣ
a.
Ở Việt Nam nói chung và khu vực nghiên cứu nói riêng,
mƣa
phân hóa
theo mùa rõ rệt.
L

ƣ
ợng

mƣa
cực đại vào các tháng mùa hè và cực tiểu trong
những tháng mùa đông. Vì vậy việc bảo vệ đất, chống xói mòn đặc biệt trong
mùa
mƣa
là vô cùng cần thiết.
Ngoài
mƣa
ảnh hƣởng trực tiếp đến xói mòn, các yếu tố khí hậu khác
nhƣ
gió, nhiệt độ, ẩm độ cũng có ảnh
hƣởng
đến xói mòn đất, tuy nhiên mức
độ ảnh
h
ƣ
ởng
không rõ ràng.
1.1.3.2. Ảnh hưởng của địa hình đến xói mòn đất
Địa hình cũng là nhân tố tự nhiên ảnh
hƣởng
lớn đến xói mòn đất. Nếu
xét trên diện rộng, địa hình có tác dụng làm thay đổi sự phân bố nhiệt và
lƣợng mƣa
rơi xuống. Sự thay đổi về độ cao kéo theo sự thay đổi về nhiệt độ,
mƣa,
ẩm. Các yếu tố địa hình

nhƣ
độ dốc, chiều dài
sƣờn
dốc, hình dạng (lồi,
lõm, thẳng, bậc thang v.v...) mức độ chia cắt ngang của địa hình ảnh
h
ƣ
ởng
trực tiếp đến xói mòn đất.
Độ dốc của
sƣờn
là yếu tố địa hình có ảnh
hƣởng
lớn nhất đến quá trình
xói mòn. Độ dốc lớn làm tăng
c
ƣ
ờng
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: 0-3
0
, 3-
8
0
, 8-15
0
, 15-25
0
, trên 25

0
, tuy
chƣa đƣợc
hoàn thiện
nh
ƣ
ng
đây cũng là
b
ƣ
ớc
thống nhất đầu tiên để sử dụng độ dốc ở
nƣớc
ta [6].
Nguyễn Quang Mỹ đã nghiên cứu ảnh
h
ƣ
ởng
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
h
ƣ
ởng
của độ dốc đến xói mòn đất [6]
Loại đất Cây trồng
Độ
dốc
(0

0
)
Tổn
thất
về
đất
(T/ha/năm)
Năm
nghiên
cứu, địa
điểm
NC
Đất bazan Chè 1 tuổi
3 96
Đất bazan Chè 1 tuổi
8 211
Đất bazan Chè 1 tuổi
15 305
Tây Nguyên
1978-1982
Đất phù sa cổ Sắn 1 tuổi
3 15
Đất phù sa cổ Sắn 1 tuổi
5 47
Đất phù sa cổ Sắn 1 tuổi
8 57
Đất phù sa cổ Sắn 1 tuổi
22 147
Vĩnh Phú
1982-1986

Bảng 1.1 cho thấy nếu độ dốc tăng 2 lần thì
c
ƣ
ờng
độ xói mòn tăng 2- 4
lần.
Chiều dài
sƣờn
dốc cũng là nhân tố ảnh hƣởng đến quá trình xói mòn
đất. Chiều dài
sƣờn
càng tăng, khối
lƣợng nƣớc
càng lớn, lớp
nƣớc
càng dày,
tốc độ và năng
lƣợng
dòng chảy càng lớn thì quá trình rửa trôi, xói mòn đất
càng xảy ra mạnh. Nếu tăng chiều dài
sƣờn
dốc lên 2 lần thì xói mòn đất tăng
từ 2 đến 7,5 lần [6].
Việt Nam có trên 3/4 lãnh thổ là đồi núi, mạng
lƣới
sông suối dày đặc,
sông ngắn, dốc, lƣợng
mƣa
lớn, 85-90% lƣợng
mƣa

tập trung vào mùa
m
ƣ
a,
do đó xói mòn có điều kiện xảy ra mạnh.
1.1.3.3. Ảnh hưởng của lớp phủ thực vật đến xói mòn đất
Lớp phủ thực vật có ảnh hƣởng lớn đến quá trình xói mòn đất, nếu lớp
phủ thực vật càng tăng thì quá trình xói mòn càng giảm. Vai trò chống xói
mòn của lớp phủ thực vật phụ thuộc vào tuổi và độ che phủ của nó. Thực vật
có khả năng bảo vệ đất chống xói mòn qua việc làm giảm ảnh
hƣởng
của hạt
mƣa
xuống mặt đất bởi tán lá và làm cho nƣớc có khả năng chảy xuống đến
50-60% theo chiều thẳng đứng của bộ rễ. Không những thế, vật rơi rụng của
thực vật
nhƣ
cành khô, lá rụng... còn tạo ra
lƣợng
mùn lớn trong đất, giữ đất
tơi xốp, chống xói mòn.
1.1.3.4. Ảnh hưởng của đất đến quá trình xói mòn đất
Đất là đối
t
ƣ
ợng
bị dòng chảy mặt phá hủy, bởi vậy sự phát triển của xói
mòn phụ thuộc vào tính chất và trạng thái của đất. Những yếu tố chính của đất
ảnh
h

ƣ
ởng
đến xói mòn đất là thành phần cơ giới, cấu trúc và độ thấm nƣớc
cũng nhƣ hàm lƣợng mùn trong đất. Những yếu tố dó ảnh
h
ƣ
ởng
đến khả
năng hình thành dòng chảy khi
mƣa
rào.
1.1.3.5. Ảnh hưởng của con người đến xói mòn đất
Con
ngƣời
ảnh
hƣởng
trực tiếp đến quá trình xói mòn đất thông qua hoạt
động sống. Việc phá rừng đã gián tiếp đẩy mạnh quá trình xói mòn đất.
Những diện tích rừng mất đi làm lộ ra những khoảng trống không có thảm
thực vật che phủ đất. Khi
mƣa
xuống quá trình xói mòn bề mặt xảy ra mạnh.
Canh tác trên đất dốc không khoa học, du canh du
cƣ
cũng là
nh
ƣ
ng
tác
nhân gia tăng xói mòn đất. Trên độ dốc < 3

0
đã bắt đầu xảy ra xói mòn khi có
mƣa
to. Từ độ dốc 3
0
trở lên, tùy vào yếu tố đất đai, thực vật,
lƣợng mƣa
v.v...
mà quá trình xói mòn xảy ra mạnh hay yếu. Qua số liệu của lâm
tr
ƣ
ờng
Cầu
Hai (Phú Thọ) cho thấy rừng phủ kín chỉ trôi đi 1 tấn đất/ha/năm trong khi
các
nƣơng
sắn lại mất 147 tấn đất/ha/năm [6]. Rõ ràng biện pháp canh tác
không hợp lý đã gây tác hại lớn, ảnh
h
ƣ
ởng
xấu đến quá trình xói mòn đất.
1.2. Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới
Có thể nói rằng con ngƣời đã quan tâm đến hiện tƣợng xói mòn từ rất
sớm, từ thời Hy Lạp và La Mã cổ đại đã có những tác giả đề cập đến xói mòn
cùng với việc bảo vệ đất. Quá trình xói mòn hiện đại đƣợc gắn liền với các
hoạt động nông nghiệp. Nhiều
ngƣời
đã cho rằng đất đai bị khai thác cạn kiệt
có thể là nguyên nhân khiến các nền văn minh quá khứ mất đi. Vì vậy, cùng

với thoái hoá đất, xói mòn tồn tại nhƣ một vấn đề trong suốt quá trình phát
triển của toàn nhân loại [10].
Vê nguyên nhân xoi mon , hâu hêt cac nha nghiên
cƣ
u trên thế giới
đều thông nhât răng có hai nguyên nhân cơ bản dẫn tới hiện
tƣợng
thoái hoá
đất
đang diễn ra mạnh mẽ trên qui mô toàn cầu hiện nay là: nguyên nhân
tự nhiên và con
ngƣời.
Nguyên nhân con
ngƣời,
theo nhiều nhà nghiên cứu
thể hiện ở sự quản lý đất kém và
dƣờng nhƣ
đó là một cái giá phải trả cho sự
phát triển kinh tế, xã hội. Các giải pháp đƣa ra, đƣợc phân tích là khả thi
nhất, là các biện pháp can thiệp vào lớp phủ thực vật nhằm đạt
đƣợc
hiệu quả
tốt hơn trong việc chống xói mòn. Xói mòn tự nhiên là quá trình diễn ra liên
tục trong tự nhiên và chỉ là thứ yếu nếu so với xói mòn do nguyên nhân con
ngƣời.
Tuy vậy, việc phân định nguyên nhân xói mòn không phải lúc nào
cũng dễ dàng và cũng không cần thiết, nên trong việc lập bản đồ xói mòn,
nhiều khi ngƣời ta không phân biệt hai nguyên nhân này.
1.2.1. Các xu hướng mới trong nghiên cứu xói mòn
Hiện nay, xói mòn

đƣợc
nghiên cứu mở rộng hơn dƣới nhiều loại hình
và tính chất khác nhau. Xu hƣớng phổ biến hiện nay trong nghiên cứu xói
mòn trên thế giới, thể hiện qua hội thảo lần thứ 12 của ISCO tổ chức tại Bắc
Kinh năm 2002 là nghiên cứu xói mòn theo
h
ƣ
ớng
mô hình hóa diễn tả động
lực của quá trình xói mòn và nghiên cứu xói mòn kết hợp với các khoa học
khác, chủ yếu để tìm hiểu quá trình cũng
nhƣ
tác động của xói mòn lên môi
tr
ƣ
ờng
nhằm có
đƣợc
các biện pháp chống xói mòn khả thi [17].
Điều đáng chú ý là nhiều nhà khoa học [17] đã đồng ý rằng hầu hết các
nghiên cứu về xói mòn hiện
đƣợc
tiến hành nhằm các mục tiêu sao cho không
cần phải xem xét đến sự khác biệt tỷ lệ (qui mô) không gian và thời gian.
Nhƣng điều này sẽ dẫn đến những sai biệt đáng kể. Theo Valentin và các
đồng nghiệp, để có thể dự báo đƣợc ảnh hƣởng của sự thay đổi toàn cầu,
chúng ta buộc phải tìm hiểu quá trình xói mòn diễn ra ở các qui mô thời gian
và không gian khác nhau, điêu nay cung hoan toan phu hơp vơi kêt luân cua
Drissa va nnk [18].
1.2.2. Các phương pháp đánh giá xói mòn đất [10]

- Phương pháp phân loại, phân vùng lãnh thổ theo mức độ xói mòn
Ph
ƣ
ơng
pháp này đã
đƣợc
áp dụng ở nhiều
nƣớc
để phân chia khái quát
ra các vùng lớn có mức độ nguy hiểm xói mòn tiềm năng khác nhau trên toàn
lãnh thổ một quốc gia. Tuy nhiên hạn chế của
phƣơng
pháp này là thiên về
định tính, mang đặc
trƣng
của phƣơng pháp chuyên gia, có khó khăn trong
việc giải quyết chính xác ranh giới giữa các vùng và ở các phạm vi hẹp.
Ph
ƣ
ơng
pháp này đã đƣợc các tác giả Liên Xô (cũ) và Trung Quốc áp dụng.
Các bản đồ phân vùng theo độ nguy hiểm tiềm năng xuất hiện xói mòn
đ
ƣ
ợc
xây dựng trên cơ sở tổng hợp các bản đồ phân cấp các điều kiện tự nhiên
tham gia quá trình xói mòn : địa hình, khí hậu, lớp phủ thực vật. Trong các
yếu tố đó, các tác giả chú ý nhiều nhất đến các yếu tố địa hình và khí hậu.
- Phương pháp mô hình hoá
Sử dụng mô hình để diễn tả quá trình xói mòn. Các mô hình này có thể

là thực nghiệm hoặc lý thuyết.
Ƣu
điểm của phƣơng pháp này so với các
phƣơng
pháp khác là đã phần nào
lƣợng
hoá
đƣợc
vai trò của từng yếu tố ảnh
hƣởng
tới quá trình xói mòn, có nghĩa là làm rõ hơn vai trò của chúng trong
toàn bộ hệ thống.
Phƣơng
pháp này cũng cho phép ứng dụng các công nghệ
thông tin vào nghiên cứu tính toán. Hạn chế của
phƣơng
pháp là do quá trình
xói mòn diễn ra rất đa dạng, thay đổi theo điều kiện cụ thể của từng địa
phƣơng
nên mô hình có thể dùng tốt cho địa
phƣơng
này
nhƣng
không đúng
với địa
ph
ƣ
ơng
khác. Vì vậy, khi vận dụng các mô hình cần phải chú ý tới các
điều kiện đặc thù tại địa

phƣơng,
hay đúng hơn, là sử dụng các thông số của
mô hình đã
đƣợc
kiểm chứng cho địa
ph
ƣ
ơng
[17].
1.2.3. Các mô hình đánh giá xói mòn đất
Việc mô hình hoá quá trình xói mòn bắt đầu vào thập niên 80 thế kỷ 20, góp
phần tính toán và dự báo xói mòn. Theo Phạm Hùng [3], có thể chia các mô
hình ra làm hai loại chính là mô hình kinh nghiệm và mô hình nhận thức.
Các mô hình
đƣợc
xây dựng trên cơ sở của lý thuyết hệ thống với giả thiết là
lƣợng
vào và ra của hệ thống là đã xác định.
1.2.3.1. Mô hình kinh nghiệm
Mô hình kinh nghiệm là các mô hình
đƣợc
xây dựng dựa vào tổng kết từ
các quan sát thực tế. Nói theo nghĩa hẹp hơn, hầu hết các mô hình này đều
dựa vào
phƣơng
trình mất đất tổng quát của Wischmeier và Smith hoặc các
t
ƣ
duy
t

ƣ
ơng
tự. Có thể kể đến các mô hình: Phƣơng trình Musgrave của
Musgrave, 1947;
Phƣơng
pháp tỉ lệ phân chia bùn cát, Renfro, 1975; Phƣơng
pháp Dendy - Boltan, Dendy và Bolten, 1976; MUSLE (modified universal
soil loss equation, Auerswwald, 1990 [3]:
Mục đích của các mô hình này là để tính toán
lƣợng
đất tổn thất trung
bình hàng năm cũng
nhƣ
dự báo xói mòn đất bình quân trên đất dốc. Ngoài ra,
việc sử dụng các mô hình cũng cho phép dự báo những thay đổi về xói mòn
đất do biến đổi trong hệ thống canh tác và đề xuất,
ƣớc
đoán hiệu quả của các
biện pháp phòng chống xói mòn.
Mô hình kinh nghiệm có những hạn chế sau:
- Phạm vi ứng dụng mang tính địa
phƣơng,
có độ chính xác hạn chế khi
áp dụng ở những khu vực khác nhau.
-
Chƣa
đề cập đến quá trình bồi lắng và chuyển tải hạt đất
- Không có khả năng tính toán cho từng trận
mƣa
hay các

bƣớc
thời gian
ngắn hơn
- Đối với các lƣu vực lớn, độ chính xác chƣa cao do tính phức tạp của
khu vực nghiên cứu.
Nhƣợc
điểm này có thể
đƣợc
khắc phục bằng cách chia
khu vực nghiên cứu thành các khu vực nhỏ hơn.
Mô hình thực nghiệm AĐ Ivanovaki và IA Kornev
Mô hình này
đƣợc
xây dựng tại các trạm thực nghiệm Novosilski.
Ph
ƣ
ơng
trình của mô hình có dạng [2]:
M=AI
0,75
L
1,5
X
1,50
Trong đó:
M:
lƣợng
đất rửa trôi
I: Độ dốc
sƣờn

(tang góc dốc)
L: Khoảng cách từ
đƣờng
chia
nƣớc
(chiều dài
sƣờn
m)
X:
C
ƣ
ờng
độ
mƣa
hoặc tuyết tan (mm/ph)
A: Hệ số tính đến các nhân tố khác
Mô hình này
chƣa
đề cập tới vai trò của thảm thực vật cũng
nhƣ
vai trò
của các loại đất, chỉ
đƣa
vào
dƣới
dạng một hệ số. Tuy vậy, mô hình thực
nghiệm này đƣợc một số nhà khoa học Việt Nam ứng dụng trong các tính
toán của mình để phân cấp tiềm năng xói mòn cho các khu vực khác nhau.
Mô hình USLE
USLE (Universal soil loss equation) – Phƣơng trình mất đất tổng quát

(hay
phƣơng
trình mất đất phổ dụng)
đƣợc
Wischmeier và Schmid hoàn thiện
vào năm 1978 từ kết quả của một nỗ lực thống kê lớn ( dữ liệu từ hơn 5000
plot hàng năm).
Phƣơng
trình đƣợc thiết kế ban đầu nhƣ là một công cụ qui
hoạch để kiểm soát vấn đề xói mòn cho các cánh đồng ở vùng “vành đai ngô”
nƣớc
Mỹ [45].
Phƣơng
trình mất đất tổng quát cho phép đánh giá ở tỷ lệ từng
cánh đồng lƣợng đất mất do xói mòn khe rãnh và xói mòn liên rãnh. Trong
khung cảnh của
phƣơng
trình mất đất tổng quát, xói mòn
đƣợc
định nghĩa là
tổng lƣợng đất
đƣợc
chuyển tới chân
sƣờn
dốc nơi các quá trình lắng đọng
quan trọng bắt đầu diễn ra hoặc các dòng chảy bắt đầu
đƣợc
tập trung lại.
Việc áp dụng cách tiếp cận mô hình hoá phân tích thống kê hồi qui đa
biến để xây dựng phƣơng trình đã cho phép phân tách các nhân tố trọng số

của một loạt biến độc lập
(mƣa,
đất, địa hình, lớp phủ thực vật và phƣơng
thức canh tác). Hơn nữa, việc sử dụng các tham số đo
lƣờng
lƣợng mất đất
hàng năm cho phép
phƣơng
trình này có thể dùng
đƣợc
trong đánh giá lƣợng
mất đất trung bình hàng năm.
Ph
ƣ
ơng
trình có
đƣợc
từ số
lƣợng
lớn các thửa
đất đƣợc quan sát hiếm khi quá 90m chiều dài và dốc quá 18%. Loại đất mà
mô hình ban đầu
đƣợc
xây dựng chủ yếu là loại đất cấu trúc hạt vừa [17].
Ph
ƣ
ơng
trình mất đất tổng quát có dạng
nhƣ
sau:

A=R*K*L*S*C*P
(Phƣơng
trình: Wischmeier WH - Smith DD)
Trong đó:
A: lƣợng đất mất trung bình hàng năm chuyển tới chân
s
ƣ
ờn
(kg/m2.năm)
R: hệ số xói mòn do
mƣa
(thang đo độ xói mòn
đƣợc
lập trên cơ sở
EI30) (KJ.mm/m2.h.năm)
K: hệ số kháng xói của đất
(đƣợc
xác định bằng
lƣợng
đất mất đi cho
một đơn vị xói mòn của
mƣa
trong điều kiện chuẩn, nghĩa là chiều dài
sƣờn
là 22,4m, độ dốc 9%, trồng luống theo chiều từ trên xuống
s
ƣ
ờn
dốc) (kg.h/KJ.mm)
L: Hệ số chiều dài

sƣờn
dốc, tỷ lệ đất mất đi của thửa đất so với
l
ƣ
ợng
đất mất đi của thửa đất chuẩn (không thứ nguyên)
S: Hệ số độ dốc (tỷ lệ đất mất đi của thửa đất so với
lƣợng
mất đất của
thửa đất chuẩn) (không thứ nguyên)
C: Hệ số cây trồng hoặc lớp phủ (không thứ nguyên) tỷ lệ lƣợng đất
mất của thửa đất so với
lƣợng
đất mất đi của thửa đất chuẩn (bỏ hoá
cách năm)
P: Hệ số canh tác bảo vệ đất (không thứ nguyên) tỷ lệ
lƣợng
đất mất đi
của thửa đất so với
lƣợng
đất mất đi của thửa đất chuẩn (trồng luống
theo chiều từ trên xuống
sƣờn
dốc)
Ph
ƣ
ơng
trình ban đầu đƣợc thành lập ở hệ đo
lƣờng
Anh - Mỹ nhƣng

ngày nay đã
đƣợc
chuyển sang hệ SI để tiện cho việc tính toán với các dữ liệu
thu thập đƣợc cũng nhƣ đánh giá so sánh USLE với các mô hình xói mòn
khác.
Phƣơng
trình mất đất tổng quát có thể
đƣợc
coi là công cụ dự báo có thể
“đánh giá tốt nhất” [17] và chính xác
dƣới
các điều kiện về khí hậu, đất, địa
hình đã
đƣợc
Wischmieier và Smith chỉ rõ. Cũng có thể nhận thấy rằng việc
sử dụng
phƣơng
trình này để tính toán hoặc dự đoán các hiện
tƣợng
xói mòn
xảy ra trong thời gian ngắn hơn sẽ không chính xác [3] và khi áp dụng
phƣơng
trình cho các tỷ lệ khác (qui mô về không gian) cũng cần hết sức thận
trọng. Tuy nhiên, việc phân tách quá trình xói mòn thành các biến độc lập
cũng mang lại khả năng to lớn trong tính toán dự đoán xói mòn, và tƣ duy
này, cũng
nhƣ
bản thân
phƣơng
trình USLE có thể

đƣợc
sửa đổi để thích hợp
với những hoàn cảnh cụ thể về tỷ lệ không gian, điều kiện khí hậu cũng nhƣ
các điều kiện địa - vật lý khác bằng cách thay đổi các hệ số của
ph
ƣ
ơng
trình.
Vì lý do trên,
phƣơng
trình USLE đã
đƣợc
thay đổi cho phù hợp với các điều
kiện khác nhau, ví dụ [17]:
- USLE cho đất canh tác nông nghiệp (chính là phƣơng trình gốc của
Wischmeier và Smith)
- USLE cho đất xây dựng (Wischmeier, Jonson và Cross, 1971)
- USLE cho đất rừng (Dissmeier và Foster, 1981)
- USLE trong điều kiện bão (Onstad và Foster, 1974)
- USLE cho đánh giá
lƣợng
trầm tích của
lƣu
vực (Williams, 1975)
Trong quá trình phát triển,
ph
ƣ
ơng
trình USLE cũng đồng thời
đƣợc

các
chuyên gia đánh giá, đặc biệt là trên khía cạnh áp dụng. Mặc dù vẫn
đƣợc
coi
là công cụ hữu hiệu trong đánh giá xói mòn do
mƣa
với ý
tƣởng
quản lý tổng
hợp
lƣu
vực và trong các nghiên cứu dựa trên GIS, Baumann và nnk [39], khi
so sánh kết quả nghiên cứu xói mòn của cùng một khu vực trong cùng một
thời kỳ (bang Chiapas, Mexico, 1997) của hai nhóm nghiên cứu cùng sử dụng
phƣơng
trình mất đất phổ dụng (USLE) đã thấy có sự khác biệt đáng kể (từ 57
đến 300 t/ha cho vùng cao và 20 đến 859 t/ha cho vùng thấp). Sau khi tìm
hiểu, họ thấy rằng sai lệch do bản đồ chỉ chiếm một phần, còn một phần là do
sai lệch trong quá trình diễn giải và đánh giá cùng một nguồn dữ liệu. Sự phân
tích tập trung vào ba nhân tố chính của
phƣơng
trình USLE: C, K và R, nghĩa
là sự ảnh
hƣởng
của lớp phủ thực vật, điều kiện thổ
nhƣỡng
và đặc điểm
m
ƣ
a

trong quá trình xói mòn.
Mô hình SEIM
Đê đanh gia
đƣơc mƣc
đô xoi mon trên lanh thô lơn (toàn bộ Đài Loan),
các tác giả đã sử dụng Mô hình chỉ số xói mòn đất (Soil Erosion Index
Model
– SEIM). Mô hinh nay nghiên
cƣu sƣ
anh
h
ƣ
ơng
cua cac chi sô khac nhau tơi
lƣơng
đât xoi mon ma không nhăm tinh ra cu thê
lƣơng
đât xoi m òn hàng
năm [15]. Vơi
sƣ
co măt cua Ci(chỉ số lớp phủ ) và Ui (chỉ số sử dụng đất ),
mô hình này mang tới bức tranh rõ rệt hơn về tình trạng xói mòn so với mô
hình
xói mòn tiềm năng từ
ph
ƣ
ơng
trình USLE (loại bỏ hệ số C va P). Mô hinh chi
sô xoi mon đât co
dang

:
Ai=Ki+Ri+Ti+Ci+Ui
Trong đo:
Ki: chỉ số xói mòn của đất
Ri: Chỉ số xói mòn của
m
ƣ
a
Ti: Chỉ số xói mòn của
s
ƣ
ờn
Ci: Chỉ số xói mòn của lớp phủ
Ui: Chỉ số xói mòn của sử dụng
đất
.
Đê co thê thây ro hơn vai tro cua cac chi sô tơi tiêm năng xoi mon ,
các tác giả đã phân tích dựa trên cơ sở chia 5 loại chỉ số trên thành 2 lĩnh
vực
: các chỉ số điều kiện tự nhiên và các chỉ số nhâ n tao (artificial index ) gôm
Ci va Ui,
tƣ
đo co
đƣơc
kêt luân vê
nh
ƣ
ng
nơi ma con
ngƣơi

cân co tac đông
đê
giảm thiểu xói mòn
Mô hình ESLE (Emprical Soil loss equation)[17]
Trong nghiên
cƣu
cua minh , các tác giả đã sử dụng s ố liệu từ khoảng
1841
khoảnh
-năm đê đanh gia cac hê sô trong
ph
ƣ
ơng
trinh USLE . Vơi hê
sô LS, khi ap dung cho vung đât dôc , các tác giả đã tìm ra sự khác biệt đáng
kể
giƣa
kêt qua
thƣc
nghiêm va
ph
ƣ
ơng
trinh khi đô dô c trên 10 đô. Theo
tinh toán, các tác giả
đƣa
ra công thức tính LS
nhƣ
sau :
S=10.8sin(teta) +0.03 khi goc dôc teta<=5 đô

S=16.8sin(teta)-0.5 teta >5-10 đô
S=21.91sin(teta)-0.96 teta>10
Đê co thê đanh gia
đƣơc
ro hơn cac tac đông cua con
ngƣơi
trong viêc
bảo vệ đất chống xói mòn , các tác giả đã
đƣa
vào
ph
ƣ
ơng
trình 3 hê sô mơi
(thay thê cho C va P ) gọi là B (biological control ), E(Engineering control )
và T
(tillage
). B đăc
trƣng
cho cac tac đông đên lơp phu , E cho cac tac đông
đên đia hinh va T là
h
ƣ
ớng
luống canh tác .
1.2.3.2. Mô hình nhận thức
Khác với mô hình kinh nghiệm, các mô hình nhận thức
đƣợc
phát triển
dựa vào hiểu biết về các qui luật vận động và cơ chế vật lý của quá trình xói

mòn, nghĩa là dựa vào các hiểu biết đã
đƣợc
lý thuyết hoá
dƣới
dạng các định
luật hay
ph
ƣ
ơng
trình vật lý. Các quá trình vật lý của xói mòn có thể
đƣợc
kể
ra gồm: quá trình bóc tách hạt đất (do năng
lƣợng
của hạt
mƣa
rơi hoặc một
dạng năng
lƣợng
khác); quá trình chuyển tải (với các định luật về dòng chảy
mà quá trình này tuân thủ) và quá trình sa lắng của các hạt đất. Vì thế, cơ sở
lý thuyết của mô hình nhận thức là lý thuyết cơ học chất rắn, chất lỏng và
phân tích mô hình kinh nghiệm.
Mô hình nhận thức đơn giản
Bản chất của các mô hình nhận thức đơn giản là quá trình xói mòn đƣợc
chia ra làm hai
bƣớc,
bƣớc đất bị bóc tách và bƣớc đất đƣợc chuyển tải tới
cửa ra.
L

ƣ
ợng
đất bị bóc tách thƣờng
đƣợc
tính theo phƣơng trình mất đất
tổng quát USLE, quá trình chuyển tải đƣợc tính toán qua các hàm diễn toán
thành phần chuyển tải. Các mô hình thuộc loại này có thể kể ra là Mô hình
diễn toán bùn cát theo Muskingum, Sign và Quiroga, 1986; Kết hợp mô hình
mô phỏng
mƣa,
dòng chảy và bùn cát, Franchini và Schipa, 1993 [3]:
Theo nhận xét của Phạm Hùng [3], mô hình nhận thức đơn giản có các
ƣu
điểm và
nhƣợc
điểm sau:
Ƣu
điểm:
- Mô tả và tính toán khá chi tiết quá trình chuyển tải hạt đất trên
s
ƣ
ờn
dốc thông qua việc phân chia
lƣu
vực.
- Không bắt buộc phụ thuộc vào hình dạng xác định.
Nhƣợc
điểm: Không hoàn toàn dựa vào quá trình vật lý của hiện
t
ƣ

ợng
xói mòn mà mới chỉ đề cập đến
lƣợng
đất tổn thất hàng năm.
Mô hình nhận thức phức tạp
Các mô hình loại này đƣợc xây dựng dựa vào bản chất vật lý của hiện
tƣợng
xói mòn
lƣu
vực. Quá trình xói mòn
lƣu
vực
đƣợc
mô tả qua ba quá
trình chính: 1) quá trình bóc tách các hạt đất do năng
lƣợng
của hạt
mƣa;
2)
quá trình chuyển tải hạt đất do dòng chảy mặt gây nên và 3) quá trình bồi
lắng do khả năng chuyển tải của bề mặt
lƣu
vực nhỏ hơn nồng độ tập trung
các hạt. Mỗi quá trình đều tuân thủ những định luật vật lý và có thể mô
phỏng
đƣợc.
Toàn bộ ba quá trình trên là liên tục và tạo nên động lực của quá
trình xói mòn trên bề mặt
lƣu
vực. Có thể kể ra các mô hình phổ biến sau:

Dự báo xói mòn do
nƣớc
(WEPP), Lane và Nearing, 1989; Mô hình xói
mòn châu Âu, Morgan,
1992;
Ch
ƣ
ơng
trình dự báo xói mòn theo quá trình, Schramm, 1994 [3]:
Ƣu
điểm quan trọng nhất cần phải kể tới của mô hình nhận thức phức tạp
là nó đã khắc phục nhiều
nhƣợc
điểm của mô hình nhận thức đơn giản. Cách
mô phỏng sát với quá trình xói mòn trên bề mặt
lƣu
vực, vì thế, cho phép xem
xét phản ứng của hệ thống thuỷ văn khi muốn thay đổi một bộ phận hay toàn
bộ cấu trúc của hệ thống.
Nhƣợc điểm dễ thấy của mô hình nhận thức phức tạp là đòi hỏi
lƣợng thông tin đầu vào
tƣơng
đối lớn và chính xác.
1.3. Nghiên cứu xói mòn đất ở Việt Nam
Việt Nam có trên 3/4 diện tích tự nhiên là đồi núi với độ dốc cao, địa hình
chia cắt phức tạp.
Trƣớc
đây hầu hết các diện tích đồi núi đều có rừng che phủ,
ngày nay, do nhu cầu
lƣơng

thực thực phẩm, nhu cầu gỗ trong công nghiệp và