Khóa luận tốt nghiệp Quản lý tài nguyên thiên nhiên: Nghiên cứu tính thấm nước của một số loại hình sử dụng đất ở khu vực Núi Luốt, trường Đại học Lâm nghiệp

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG & MƠI TRƢỜNG
--------------------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TÍNH THẤM NƢỚC CỦA MỘT SỐ LOẠI HÌNH
SỬ DỤNG ĐẤT Ở KHU VỰC NÚI LUỐT, TRƢỜNG ĐẠI HỌC
LÂM NGHIỆP
Ngành: Quản lý tài nguyên thiên nhiên (C)
Mã số: 301

Giáo viên hướng dẫn : TS. Bùi Xuân Dũng
Sinh viên thực hiện

: Phạm Quang Trung

Lớp

: 56B- QLTNTN

MSV

: 1153091144

Khóa học

: 2011-2015

Hà Nội – 2015

LỜI CẢM ƠN

Nhằm đánh giá kết quả học tập, rèn luyện của bản thân sau quá trình
học tập tại trường ĐH Lâm Nghiệp, được sự cho phép của Ban
Giám Hiệu trường ĐH Lâm Nghiệp, khoa Quản lý tài nguyên rừng
& môi trường, bộ môn Quản lý môi tường, tôi đã tiến hành nghiên
cứu đề tài “Nghiên cứu tính thấm nước của một số loại hình sử dụng đất
ở khu vực Núi Luốt, trường Đại học Lâm nghiệp”

Trên thực tế không có sự thành cơng nào mà khơng gắn liền với
những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù nhiều hay ít, dù trực tiếp hay gián tiếp
của người khác. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng
đường Đại học đến nay, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm,
giúp đỡ của q thầy cơ, gia đình và bạn bè.
Trong quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài khóa luận thì tơi đã
được sự hỗ trợ và giúp đỡ từ rất nhiều người. Nhân dịp này tôi xin
đặc biệt chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Bùi Xuân Dũng, người đã
hướng dẫn tận tình trong suốt quá trình nghiên cứu đề tài. Tôi cũng
xin cảm ơn Ban giám đốc, tập thể cán bộ công nhân viên của Ban
quản lý khu vực Núi Luốt cũng như toàn thể bạn bè và gia đình đã
động viên, giúp đỡ tơi hồn thành đề tài này. Mặc dù đã hết sức cố
gắng, song bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, cộng với
kiến thức cịn hạn hẹp nên khơng thể tránh khỏi những sai sót, vì
vậy tơi rất mong nhận được sự đóng góp của thầy hướng dẫn, các
thầy cơ và bạn bè để bài khóa luận được hồn chỉnh hơn.
Tơi xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2015.
Sinh viên thực hiện
Phạm Quang Trung

MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1
PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................ 3
1.1. Cơ sở khoa học ........................................................................................... 3
1.1.1. Một số khái niệm liên quan ..................................................................... 3
1.1.2. Khái niệm rừng và các cơng trình nghiên cứu ảnh hưởng của rừng ..... 6
1.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ............................................................. 8
1.2.1. Thành quả nghiên cứu ............................................................................. 8
1.3. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ............................................................. 9
1.3.1. Thành quả nghiên cứu ............................................................................. 9
PHẦN II. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ............................................................................................... 14
2.1. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................. 14
2.1.1. Mục tiêu chung ...................................................................................... 14
2.1.2. Mục tiêu cụ thể ...................................................................................... 14
2.2. Đối tượng và giới hạn nghiên cứu............................................................ 14
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 14
2.2.2. Giới hạn nghiên cứu .............................................................................. 14
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 15
2.4. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 15
2.4.1. Phương pháp thống kê, kế thừa truyền thống ....................................... 15
2.4.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa.............................................. 15
2.4.3. Phương pháp đo đạc lấy mẫu ngồi thực địa ....................................... 15
2.4.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm ............................................................. 15
2.4.5. Phương pháp thu thập số liệu ............................................................... 17
PHẦN III. ĐẶC ĐIỂM ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU ............................. 23
3.1. Điều kiện tự nhiên .................................................................................... 23
3.1.1.Vị trí địa lý.............................................................................................. 23

3.1.3. Khí hậu thuỷ văn ................................................................................... 23


3.1.4. Đất đai thổ nhưỡng ............................................................................... 25
3.1.5.Đặc điểm về động - thực vật .................................................................. 26
3.2. Điều kiện dân sinh kinh tế -xã hội ........................................................... 27
PHẦN IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 29
4.1. Đặc điểm diện tích và phân bố các lọai hình sử dụng đất tại khu vực. ... 29
4.1.1 Hiện trạng diện tích các loại đất ở Núi Luốt. ........................................ 29
4.1.2. Đặc điểm phân bố các loại hình sử dụng đất tại khu vực. ................... 31
4.2. Tính thấm nước của một số loại hình sử dụng đất. .................................. 32
4.2.1. Tốc độ thấm nước ban đầu .................................................................... 36
4.2.2.Tốc độ thấm nước ổn định. .................................................................... 37
4.2.3. Quá trình thấm nước. ........................................................................... 38
4.3. Ảnh hưởng của các nhân tố vật lý của đất đến tính thấm của nước. ....... 39
4.4. Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiêu quả giữ nước của một số loại
hình sử dụng đất. ............................................................................................. 49
4.4.1 Các giải pháp cải thiện tính chất đất. ..................................................... 49
4.4.2. Các giải pháp cải thiện độ xốp của đất.................................................. 49
4.4.3. Các giải pháp cải thiện độ dày tầng đất. ............................................... 50
4.4.4. Các giải pháp cải thiện bề mặt đất. ....................................................... 50
PHẦN V. KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ .................................. 52
5.1. Kết luận. ................................................................................................... 52
5.2. Tồn tại. ..................................................................................................... 54
5.3. Kiến nghị. ................................................................................................. 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO


DANH MỤC CÁC BẢNG

Tên bảng

Trang

Bảng 2.1. Tên các vị trí đo tốc độ thấm.

16

Bảng 2.2. Kết quả đo tính thấm nước

19

Bảng 3.1: Đặc điểm khí hậu khu vực nghiên cứu

24

Bảng 4.1. Đặc điểm của các chỉ tiêu thấm.

35

Bảng 4.2. Bảng đánh giá tốc độ thấm nước của đất

37

Bảng 4.3. Một số tính chất vật lý và chỉ tiêu Vo, Vc của đất ở các
trạng thái.

39

Bảng 4.4. Sự dao động dung trọng đất giữa 3 tầng đất của 7 vị trí.

40

Bảng 4.5. Phân cấp độ xốp

42


DANH MỤC CÁC HÌNH
Tên hình
Hình 2.1. Bản đồ vệ tinh của Núi Luốt trên bản đồ Việt Nam
Hình 2.2. Vị trí tiến hành xác đinh tính thấm nước của đất
Hình 2.3. Mơ hình vịng thép.
Hình 2.4. Cách đóng vịng thép xuống đất để đo tốc độ thấm.
Hình 4.1. Biểu đồ diện tích các trạng thái sử dụng đất ở Núi Luốt.
Hình 4.2. Bản đồ chi tiết hiện trạng đất của Núi Luốt
Hình 4.3. Quy luật thấm của loại hình Rừng Hỗn Lồi 1.
Hình 4.4. Quy luật thấm của loại hình Rừng Keo Tai Tượng.
Hình 4.5. Quy luật thấm của loại hình Rừng Hỗn Lồi 2.
Hình 4.6. Quy luật thấm của loại hình Rừng Keo Dậu.
Hình 4.7. Quy luật thấm của loại hình Vườn trồng rau muống.

Trang
16
17
18
19
29
30
32

32
33
33
34

Hình 4.8. Quy luật thấm của loại hình Rừng Thơng

34

Hình 4.9. Quy luật thấm của loại hình Trảng Cỏ.

35

Hình 4.10. Biểu đồ thể hiện tốc độ thấm ban đầu của các trạng thái.

36

Hình 4.11. Biểu đồ thể hiện tốc độ thấm ổn định của các trạng thái.

38

Hình 4.12. Biểu đồ thể hiện tổng lượng thấm của các trạng thái

38

Hình 4.13. Mối tương quan giữa vận tốc thấm ban đầu với độ ẩm tầng đất

43

Hình 4.14. Mối tương quan giữa vận tốc thấm ban đầu với độ ẩm tầng đất

43

Hình 4.15. Mối tương quan giữa vận tốc thấm ban đầu với độ ẩm tầng đất

44

Hình 4.16. Mối tương quan giữa vận tốc thấm ban đầu với độ xốp tầng đất

44

Hình 4.17. Mối tương quan giữa vận tốc thấm ban đầu với độ xốp
tầng đất
Hình 4.18. Mối tương quan giữa vận tốc thấm ban đầu với độ xốp tầng đất

45

Hình 4.19. Mối tương quan giữa vận tốc thấm ổn định với độ xốp tầng đất

46

Hình 4.20. Mối tương quan giữa vận tốc thấm ổn định với độ xốp tầng đất

46

Hình 4.21. Mối tương quan giữa vận tốc thấm ổn định với độ xốp tầng đất

47

Hình 4.22. Mối tương quan giữa vận tốc thấm ban đầu với độ ẩm tầng đất

47

Hình 4.23. Mối tương quan giữa vận tốc thấm ban đầu với độ ẩm tầng đất

48
48

Hình 4.24. Mối tương quan giữa vận tốc thấm ban đầu với độ ẩm tầng đất

45


ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong quá trình sản xuất các hoạt động Nông - Lâm nghiệp, con người thường
nghiên cứu các đặc tính của đất. “Đất là lớp tơi xốp của lớp vỏ trái đất có khả
năng tạo ra sản phẩm của cây trồng”, là tài sản vô cùng quý giá đối với mỗi
quốc gia trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội. Đối với mỗi loại đất sẽ tìm
ra những loại cây trồng phù hợp để thu được hiệu quả kinh tế cao nhất.Đối
với hoạt động sản xuất Lâm nghiệp, nhu cầu tìm hiểu đặc tính đất là vơ cùng
quan trọng, khơng chỉ riêng vai trị của đất đối với cây rừng mà còn là sự
tương tác ngược lại: vai trò của cây rừng với đất như trong việc bảo vệ xói
mịn, sạt lở hay việc giữ nước của cây rừng đối với loại đất đó.Việc nghiên
cứu ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu tới các đặc tính của đất sẽ tìm ra được
mối quan hệ giữa cây rừng với các nguồn sống khác nhau. Một trong các
nghiên cứu được quan tâm như: khi lượng mưa quá lớn, tính thấm nước của
đất giảm theo thời gian, hình thành dòng chảy mặt sẽ xuất hiện sớm hay
muộn, hoặc với mỗi loại đất, tính thấm nước nhiều hay ít sẽ tốt cho cây
rừng,…
Trong một khu vực rừng trồng sẽ phân bố các trạng thái rừng khác nhau, đi

kèm theo đó là sự phân loại nhiều loại đất khác nhau. Ngay cả trong cùng một
trạng thái rừng, việc phân bố các loại đất cũng vô cùng phức tạp cả về không
gian chiều ngang lẫn không gian chiều dọc, đặc biệt là các chỉ số về tính chất
vật lý của đất được đặc biệt quan tâm, bới đó là các đặc trưng phản ánh mối
quan hệ giữa tính thấm nước của đất với đất rừng. Góp phần đưa ra những
tính tốn hợp lý trong việc xác định loài cây rừng phù hợp cũng như thiết kế
cấu trúc rừng mang tính khoa học cả về chất và lượng với nhiệm vụ bảo vệ,
cải tạo đất rừng lâu dài và hiệu quả theo tinh thần chung của các nhà quản lý
Nông- Lâm nghiệp trên khắp thế giới.
Sự thấm nước của đất là một trong những vấn đề được nghiên cứu sâu rộng
trong lĩnh vực thủy văn học. Từ lý luận phát sinh dòng chảy mặt, sự thấm
1


nước của đất là chỉ thị cho khả năng của tầng điều tiết quan trọng nhất trong
tuần hoàn thủy văn rừng, sau khi nước mưa đã đi qua bầu không khí, lớp thảm
thực vật và vật rơi rụng che phủ. Sự thấm nước của đất có tác dụng rất quan
trọng trong việc hình thành cơ chế phát sinh dịng chảy và q trình xói mịn
của đất. Trong trường hợp tốc độ và khả năng thấm cao thì dịng chảy mặt
hầu như khơng xuất hiện nên xói mịn khơng xảy ra. Khi tốc độ và khả năng
thấm thấp thì dịng chảy mặt sẽ xuất hiện nên nguy cơ xói mịn sẽ xảy ra. Hậu
quả sẽ dẫn đến sự mất đất, mất chất dinh dưõng trong đất, giảm năng suất cây
trồng và đặc biệt, xói mịn đất gây ra tàn phá mơi trường nghiêm trọng: nương
rẫy chỉ gieo trồng vài ba vụ rồi bỏ, lại phá rừng đốt rẫy. Lâm sản bị tiêu hao
rất nhiều. Sau nhiều lần phá như vậy, cuối cùng chỉ còn đồi núi trọc, hậu quả
là đất đai bị thối hóa. Khi rừng cây bị phá sẽ kèm theo nạn lũ lụt, hạn hán và
khí hậu khu vực thay đổi rõ rệt.
Ở Việt Nam, các nghiên cứu về đặc tính thấm nước của đất trên các loại hình
sử dụng đất khác nhau cịn rất hạn chế. Vì vậy để góp phần quản lý bền vững
tài nguyên đất và nước, tôi đã tiến hành thực hiện đề tài:“ Nghiên cứu tính

thấm nước của một số loại hình sử dụng đất ở khu vực Núi Luốt, trường
Đại học Lâm nghiệp”.

2


PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở khoa học
1.1.1. Một số khái niệm liên quan
- “Khả năng thấm nước của đất” là khả năng lưu giữ lại dòng chảy bề
mặt và biến chúng thành dòng chảy ngầm trong lịng đất (Vũ Thị Quỳnh Nga,
2009) [8].
-“ Q trình thấm nước ” là quá trình nước từ mặt đất thâm nhập vào
trong đất. Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ thấm bao gồm điều kiện
trên mặt đất và lớp phủ thực vật, tính chất của đất như độ xốp, kết cấu đất, độ
ẩm đất (Nguyễn Thị Thúy Hường, 2009) [8].
-“Tốc độ thấm của đất ” biểu thị bằng mm/phút là tốc độ nước từ mặt
đất đi vào trong đất. Nếu trên mặt đất có lớp nước đọng, nước sẽ thấm xuống
đất theo tốc độ thấm tiềm năng. Tốc độ thấm là đặc trưng quan trọng nhất về
vận động của nước dưới đất trong môi trường lỗ hổng (Vũ Thị Quỳnh Nga,
2009) [8].
-“ Tốc độ thấm nước ban đầu” (mm/phút) là một chỉ tiêu quan trọng
phản ánh đặc trưng thấm nước của đất rừng. Tốc độ thấm nước khởi đầu được
tính là giá trị trung bình của tốc độ thấm trung bình trong 5 phút đầu tiên (Vũ
Thị Quỳnh Nga, 2009) [8].
-“ Tốc độ thấm nước ổn định của đất” (mm/phút) là tốc độ thấm khi đất
được cung cấp đủ nước và tầng đất mặt đã bão hòa nước. Khi đất đạt đến tốc
độ thấm ổn định và tốc độ thấm nhỏ hơn cường độ mưa, dòng chảy bề mặt sẽ
được tạo ra cùng với việc cuốn trôi vật chất xói mịn (Vũ Thị Quỳnh Nga,

2009) [8].
- “ Phẫu diện đất” là mặt cắt thẳng đứng từ bề mặt đất xuống tầng đá
mẹ. Các loại đất khác có độ dày và đặc trưng phẫu diện khác nhau. Phẫu diện
đất là hình thái biểu hiện bên ngồi phản ánh q trình hình thành, phát triển
và tính chất của đất (Nguyễn Thế Đặng, 2006) [3].
3


Một phẫu diện đất điển hình thường gồm các tầng đất sau: Tầng thảm
mục, tầng mùn (tầng rửa trôi), tầng tích tụ, tầng mẫu chất, tầng đá mẹ.
+ Tầng thảm mục nằm trên mặt đất. Tầng này được kí hiệu là Ao, ở
tầng này chứa những cành lá, xác thực vật rơi rụng. Tầng này còn được chia
nhỏ hơn A01, A02 và A03. Tầng A01 chứa những chất hữu cơ chưa phân giải.
Tầng A02 chứa những chất hữu cơ đã bị phân giải một phần, A03 chứa những
chất hữu cơ đã phân giải mạnh, một phần đã thành mùn.
Tầng thảm mục chỉ xuất hiện ở đất dưới rừng, dưới đồng cỏ, nơi mà
chất hữu cơ được trả lại cho đất khá nhiều. Mặt khác sự có mặt của tầng này
cịn liên quan tới điều kiện phân giải các hợp chất hữu cơ, bản chất của các
chất hữu cơ. Những nơi điều kiện phân giải các hợp chất hữu cơ thuận lợi,
tầng này hoặc không xuất hiện, hoặc mỏng, không điển hình (Nguyễn Thế
Đặng, 2006) [3].
+ Tầng mùn (tầng rửa trơi): ký hiệu là A.
Tại tầng này, các hợp chất mùn được hình thành. Đất thường màu đen
hoặc nâu đen. Đất thường có kết cấu viên, tơi xốp, giầu dinh dưỡng.Tuy nhiên
dưới tác dụng của nước nó cũng là tầng bị rửa trôi. Phần lớn các loại vi sinh
vật đất đều tập trung ở tầng này. Trong tầng A lại có thể xuất hiện những tầng
khác nhau: A1, A2, A3.
+ A1 là tầng tích luỹ mùn nhiều nhất, màu đen nhất. Tại đây các hợp
chất hữu cơ được phân giải, tổng hợp để tạo nên các hợp chất mùn trong đất.
Đất thường có kết cấu viên, tơi xốp, giàu dinh dưỡng.

+ A2 là tầng rửa trôi mạnh nhất. Tại đây các chất dinh dưỡng và hợp
chất mùn bị phá huỷ và rửa trơi xuống các tầng sâu. Vì vậy, hàm lượng chất
dinh dưỡng và mùn ở đây thấp. Thạch anh chiếm tỷ lệ lớn trong các thành
phần khống. Nó thường có màu sáng hơn so với các tầng khác. Tầng A2 đặc
trưng cho đất Potdon của miền khô, lạnh. Tuy nhiên theo Fritland thì đất Việt
nam thường có tầng A2 khơng điển hình (Nguyễn Thế Đặng, 2006) [3].
+ Tầng A3 là tầng chuyển tiếp xuống tầng B.
4


+ Tầng tích tụ: ký hiệu là B
Những chất bị rửa trơi từ tầng trên xuống, phần lớn được tích luỹ tại
đây, đặc biệt là sét. Bởi vậy hàm lượng sét ở tầng này cao hơn hẳn so với các
tầng khác do đó nó thường bị chặt, khó thấm nước. Tầng B càng phát triển,
chứng tỏ đất có tuổi càng cao.
Tầng B lại có thể chia nhỏ hơn thành B1, B2, B3:
+ Tầng B1 là một phần của tầng A chuyển tiếp đến tầng B.
+ Tầng B2 là tầng tích tụ điển hình.
+ Tầng B3 là phần chuyển tiếp của tầng B đến tầng C.
Tầng A và B là phần điển hình của đất, nó tạo nên độ dày của đất. Độ
dày tầng đất được tính từ trên mặt đất xuống đến hết tầng B.
+ Tầng C được gọi là tầng mẫu chất, nó được hình thành từ sự phong
hố đá và khoáng ban đầu.
+Cuối cùng là tầng đá mẹ ký hiệu là D
-Tuổi lâm phần là nhân tố cấu trúc về mặt thời gian, phản ánh giai đoạn
sinh trưởng phát triển của lâm phần. Đối với rừng trồng, căn cứ vào giai đoạn
phát triển của lâm phần người ta chia thành các cấp tuổi:
Cấp tuổi 1: rừng non
Cấp tuổi 2: rừng sào
Cấp tuổi 3: rừng trung niên

Cấp tuổi 4: rừng gần thành thục
Cấp tuổi 5: rừng thành thục
Cấp tuổi 6: rừng quá thành thục
Lưu ý:
-Cấp tuổi có thể ngắn hoặc dài, tùy thuộc vào loài cây, điều kiện lập
địa... Đối với lồi cây sinh trưởng nhanh, cấp tuổi có thể 2-5 năm; đối với loài
cây sinh trưởng chậm, cấp tuổi có thể là 10-20 năm [16].

5


1.1.2. Khái niệm rừng và các cơng trình nghiên cứu ảnh hưởng của rừng
Ngay từ thuở sơ khai, con người đã có những khái niệm cơ bản nhất về
rừng. Rừng là nơi cung cấp mọi thứ phục vụ cuộc sống của họ. Lịch sử càng
phát triển, những khái niệm về rừng được tích lũy, hồn thiện thành những
học thuyết về rừng.
Rừng là một tổng thể cây gỗ, có mối liên hệ lẫn nhau, nó chiếm một
phạm vi khơng gian nhất định ở mặt đất và trong khí quyển. Rừng chiếm phần
lớn bề mặt Trái Đất và là một bộ phận của cảnh quan địa lý, (Morozov, 1930)
[13].
Rừng là quần xã sinh vật trong đó cây rừng là thành phần chủ yếu.
Quần xã sinh vật phải có diện tích đủ lớn. Giữa quần xã sinh vật và môi
trường, các thành phần trong quần xã sinh vật phải có mối quan hệ mật thiết
để đảm bảo khác biệt giữa hoàn cảnh rừng và các hoàn cảnh khác (Phạm Văn
Điển, 2009) [2].
* Ảnh hưởng của rừng đến đến số lượng nước trong quy mô lâm phần:
Nghiên cứu về khả năng giữ nước của lâm phần rừng trên thế giới đã
thu được nhiều thành quả, trong đó đáng chú ý là những thành quả liên quan
đến việc định hướng các thành phần cân bằng nước trong hệ sinh thái rừng và
xác định, dự báo xói mịn đất.

* Lượng nước mưa giữ lại trên tán rừng
Lượng nước mưa giữ lại bởi tán rừng phụ thuộc vào nhiều nhân tố,
trong đó bao gồm lồi cây, tuổi rừng, mật độ lâm phần, cấu trúc của tán rừng,
tần suất mưa, cường độ mưa, thời gian mưa. Cũng giống như hệ sinh thái và
quá trình thủy văn, lượng nước mưa ngăn bởi tán rừng cũng biến động theo
không gian và thời gian.
* Lượng nước hút giữ bởi vật rơi rụng trong rừng
Vật rơi rụng có khả năng giữ nước tương đối lớn, nên có tác dụng bổ
sung nước cho đất và cung cấp nước cho thực vật. Ngoài ra, do vật rơi rụng
có những lỗ hổng lớn và nhiều hơn so với đất, nên lượng nước ngăn giữ
6


lại bởi vật rơi rụng dễ dàng bốc hơi (Vu Chí Dân, Vương Lễ Tiến,
2001) [7].
* Lượng nước chảy trên bề mặt đất
Nhìn chung, đất rừng tự nhiên có khả năng thấm nước cao và ít khi
xuất hiện dịng chảy bề mặt. Tuy nhiên, khi rừng bị chặt hạ trở nên thưa
thớt và độ dốc mặt đất lớn, có thể tạo ra nhiều lượng nước chảy trên bề
mặt (Phạm Văn Điển, 2009)
* Bốc hơi và thoát hơi nước
Bốc hơi và thốt hơi nước là do các q trình trao đổi bức xạ, vận
chuyển của hơi nước và sinh trưởng của thực vật tạo nên. Phương pháp đo
lường chuẩn xác nhất là sử dụng thiết bị đo bốc hơi và thoát hơi nước
Lysimeter, nhưng khả năng ứng dụng của nó cịn hạn chế. Các phương
pháp được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu bốc hơi và thoát hơi nước của
rừng là phương pháp lý thực vật học và phương pháp thủy văn học (Phạm
Văn Điển, 2009) [3].
Phương pháp sinh lý thực vật học chủ yếu xác định lượng nước
thoát hơi của thực vật, trong đó bao gồm phương pháp xung nhiệt mạch

dẫn (vận chuyển của nhựa cây), phương pháp nguyên tố đồng vị phóng
xạ, phương pháp kim châm khí khổng và phương pháp buồng thơng gió,
phương pháp cân nhanh của Ivanov… Sử dụng phương pháp sinh lý thực
vật học để xác định lượng nước thoát hơi của một cây và suy luận lượng
nước tiêu hao của cả lâm phần.
Phương pháp thủy văn học dựa vào phương trình cân bằng lượng
nước trong hệ thống, thông qua đo lường lượng mưa, lượng nước thấm
xuống các tầng đất sâu, lượng nước chảy trên mặt đất và biến đổi động
thái của nước trong đất, để tính tốn lượng nước bốc hơi và thốt hơi của
hệ thống (Dư Tân Hiểu, 1991) [7].

7


1.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
1.2.1. Thành quả nghiên cứu
1.2.1.1. Khả năng thấm nước của đất
Tuần hoàn thủy văn rừng được mơ tả theo một trình tự nhất định, bắt
đầu từ khi nước mưa đi vào hệ sinh thái, đến quá trình nước mưa bị giữ lại
trên tán rừng, nước mưa lọt qua tán, nước mưa chảy men thân cây, nước mưa
chảy tràn bề mặt đất, đến quá trình nước thấm xuống đất, bốc hơi nước vật lý
từ đất từ thảm mục, thoát hơi nước của thực vật để trở về khí quyển. Nhìn
chung, các q trình trên chịu ảnh hưởng rõ nét của cấu trúc lớp thảm thực vật
rừng, chế độ mưa, địa hình, đất.
Quá trình thấm nước của đất là một trong những vấn đề được nghiên
cứu sâu rộng trong lĩnh vực thủy văn học. Theo lý luận phát sinh dòng chảy
bề mặt, sự thấm nước của đất là chỉ thị cho khả năng của tầng điều tiết quan
trọng trong tuần hoàn thủy văn rừng, sau khi nước mưa đi qua bầu khí quyển
và lớp thảm thực vật che phủ. Sự thấm nước của đất có tác dụng rất quan
trọng trong việc hình thành cơ chế phát sinh dịng chảy.

Trên thế giới, cơng trình đầu tiên nghiên cứu về đặc trưng thấm của đất
là của nhà bác học Darcy vào năm 1856, ông đã đưa ra định luật có tên Định
luật Darcy để tính lượng nước thấm vào đất theo phương trình.
Q = K.S.T.h/l
Trong đó:
Q là lượng nước thấm (cm3)
K là hệ số thấm (cm3)
T là thời gian thấm (phút)
H là độ chênh lệch áp lực cột nước ở đầu trên và đầu dưới của
cột thấm
L là chiều dài đoạn đường thấm (cm)
Đồng thời định luật cịn được biểu thị bằng phương trình tốc độ thấm
V = K.I
8


Trong đó:
V là tốc độ thấm được đo bằng (mm/giây,cm/phút, m/ngày.đêm);
I = h/l
Sau này người ta nhận thấy rằng khi xác định tính chất thấm của đất
trong những điều kiện nhiệt độ thay đổi thì khơng thể so sánh được. Do vậy,
người ta quy về điều kiện chuẩn ở 100oC bằng cách sử dụng "hệ số điều
chỉnh nhiệt độ" của Hazen là (0,7+0,03t) khi tính tốn hệ số thấm.
Hệ số thấm theo nhiệt độ điều chỉnh được tính theo cơng thức sau:
K10 = Kt / (0,7 + 0,03t)
Trong đó:
K10 là hệ số thấm ở điều kiện 100oC
Kt là hệ số thấm thời điểm t
T là nhiệt độ nước sử dụng khi xác định
Đến năm 1937, Vusoski nhà bác học Nga đã xây dựng cơng thức tính

lượng nước thấm xuống mặt đất:
W = P0 - (E0 + T +S)
Trong đó:
W là lượng nước thấm xuống
P0 là nước mưa trung bình năm tại khu vực nghiên cứu
E0 là lượng nước bốc hơi
T là lượng nước thoát hơi từ thực vật
S là lượng nước chảy trên mặt đất
1.3. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
1.3.1. Thành quả nghiên cứu
1.3.1.1 Khả năng thấm nước của đất
Ở việt Nam, những nghiên cứu và khả năng thấm nước của đất thường
đi kèm với nghiên cứu thủy văn rừng, xói mịn đất, dịng chảy mặt. Tính tới
nay, chưa có nhiều cơng trình nghiên cứu chi tiết về khả năng thấm nước của
đất. Hầu hết các đề tài chỉ nghiên cứu tốc độ thấm trên một khía cạnh là yếu
9


tố ảnh hưởng đến xói mịn và dịng chảy mặt. Một số ít nghiên cứu tốc độ
thấm và ảnh hưởng của một số nhân tố như lượng mưa, cường độ mưa, độ
xốp đất, độ ẩm, độ dốc tới tốc độ thấm.
Nguyễn Ngọc Lung và cộng sự (1995, mức độ thấm được coi là nhân tố
ảnh hưởng lớn tới xói mịn và dòng chảy. Tác giả đã phân cấp mức độ thấm
sau đó cho điểm từ đó đánh giá vai trị của nhân tố đất ảnh hưởng tới xói mịn
và dịng chảy [9].
Những nghiên cứu về dịng chảy mặt và xói mòn đất của Bùi Ngạnh
(1977), Nguyễn Ngọc Lung và Võ Đại Hải (1997) cho thấy rừng càng dày
rậm tự nhiên thì lượng nước thấm vào đất và chuyển thành dịng chảy ngầm
càng nhiều, khả năng làm giảm xói mịn càng lớn.
Phạm Văn Điển (2006), Phạm Văn Điển và Phạm Đức Tuấn (2008),

trong nghiên cứu đặc trưng thấm nước của đất dưới một số trạng thái thảm
thực vật ở vùng hồ thủy điện Hịa Bình đã xây dựng 45 OTC định vị (20012004), dưới 10 trạng thái thảm thực vật thuộc 4 nhóm (trảng cây bụi, trảng
cây bụi, rừng trồng và rừng tự nhiên). Bằng phương pháp thí nghiệm thấm
nước ống vịng khun và các phép phân tích, tác giả đã xác định: tốc độ thấm
ban đầu, tốc độ thấm nước và thời gian đạt tốc độ thấm ổn định, quá trình
thấm nước, lượng nước thấm và ảnh hưởng của một số nhân tố quan trọng tới
đặc trưng thấm nước. Kết quả nghiên cứu cho thấy đất dưới các trạng thái
rừng ở địa bàn nghiên cứu có tốc độ thấm nước cao, tốc độ thấm nước ban
đầu từ 6,7 - 15,2 mm/phút, tốc độ thấm nước ổn định từ 2,5 - 8 mm/phút. Tốc
độ thấm nước của đất có liên quan chặt chẽ với độ xốp, độ dày và độ ẩm của
tầng đất. Tác giả đã mơ phỏng q trình thấm nước của đất rừng bằng mơ
hình Horton và mơ hình Phillip, trong đó mơ hình Phillip mơ tả q trình
thấm nước tốt hơn [1].
Đoàn Thanh Sơn (2011) trong nghiên cứu khả năng thấm và giữ nước
tiềm tàng của đất rừng huyện Định Hoá, Thái Nguyên đã xây dựng 9 OTC với
3 trạng thái thảm thực vật với 3 nhóm ( rừng tự nhiên, rừng trồng và trảng cây
10


bụi) bằng phương pháp ống vòng khuyên , tác giả đã xác định tốc độ thấm
ban đầu, tốc độ thấm nước và thời gian đạt tốc độ thấm ổn định, quá trình
thấm nước, lượng nước thấm và ảnh hưởng của một số nhân tố quan trọng tới
đặc trưng thấm nước. Kết quả nghiên cứu cho thấy độ thấm nước ban đầu ở
các trạng thái thảm thực vật xếp theo thứtự giảm dần: Rừng tự nhiên IIA>
rừng trồng > trảng cây bụi. Tốc độ thấm nước ban đầu của đất tỉ lệ thuận với
độ xốp tầng đất mặt và tỉ lệ nghịch với độ ẩm ban đầu của đất. Đất càng tơi
xốp, tốc độ thấm nước ban đầu càng nhanh, độ ẩm ban đầu càng lớn tốc độ
thấm nước càng chậm. Tốc độ thấm nước ổn định: Trong các trạng thái thảm
thực vật, đất ở trạng thái rừng tự nhiên IIA có tốc độ thấm ổn định cao nhất
sau đó đến đất ở trạng thái rừng trồng và thấp là đất ở trạng thái trảng cây bụi.

Tốc độ thấm nước ổn định tỷ lệ thuận với độ xốp bình quân và với độdày tầng
đất. Q trình thấm nước có tổng lượng thấm ở các trạng thái thảm thực vật
có thể xếp theo thứ tựgiảm dần như sau: Rừng tự nhiên IIA> rừng trồng >
trảng cây bụi[17].
Bùi Huy Hiển (2012) trong nghiên cứu khả năng thấm nước của đất tại
một số mô hình sử dụng đất ở Lương Sơn- Hịa Bình đã xây dựng trên 3 mơ
hình sử dụng đất bao gồm: rừng trồng keo lai, rừng trồng bạch đàn và nương
rẫy. Mỗi mơ hình ở 4 cấp độ dốc (15o- 20o,20o-25o,25o -30o,30o- 30o). Trên
mỗi cấp độ dốc ở từng mơ hình sử dụng đất bố trí 10 vị trí điển hình để làm
thí nghiệm đo thấm. Kết quả nghiên cứu cho thấytheo bảng đánh giá đất dựa
vào độ xốp chung (Hà Quang Khải, 2002) đất ở 3 mơ hình sử dụng đất thuộc
3 cấp đầu tiên của bảng phân loại. Cấp 1: đô xốp < 50%; cấp 2: độ xốp từ
50%- 55% và cấp 3: 55%- 65%, ứng với loại đất có tầng canh tác là khơng
tốt, đạt u cầu và rất tốt. Trong đó, đại đa số đạt yêu cầu canh tác. Tổng
lượng nước thấm ở các mơ hình: Theo bảng phân loại tốc độ của đất của Hà
Quang Khải (2002), thì tốc tốc độ thấm nước ở mơ hình thuộc 2 dạng: Khả
năng thấm nước cao (> 1.5cm/giờ) và khả năng thấm nước trung bình ( 0.5 –
1.5 cm/ giờ). Trong đó, chủ yếu là khả năng thấm nước cao. Tổng lượng thấm
11


có mối liên hệ tuyến tính với các nhân tố độ ẩm, độ xốp và độ dốc. Tốc độ
thấm ổn định và tốc độ thấm khởi đầu giữa các mô hình có sự khác nhau,
trong đó mơ hình keo lai được coi là vo và vccao nhất. Tồn tại mối quan hệ
tuyến tính vc, vo với các nhân tố độ dốc dộ xốp độ ẩm [18].
Khác với các nước tiên tiến trên thế giới, ở Việt Nam việc sử dụng thiết
bị mưa nhân tạo trong nghiên cứu về thủy văn rừng nói chung và nghiên cứu
về tính thấm của đất nói riêng chưa thực sự phổ biến.
Sử dụng vịng đo thấm hay còn gọi là ống vòng khuyên là cách phổ
biến trong nghiên cứu khả năng thấm nước của đất tại Việt Nam.

1.3.1.2. Khả năng giữ nước của đất.
Theo Hoàng Văn Thế (1986) thì khả năng bốc hơi vật lý là khả năng
bốc hơi từ đất trần còn gọi là bốc hơi khoảng trống, nó phụ thuộc vào điều
kiện khí hậu, thời tiết, địa hình. (Nguyễn Viết Phổ, 1992) [11].
Theo Trần Kơng Tấu, Ngơ Văn Phụ, Hồng Văn Huầy khả năng giữ
nước của đất có quan hệ chặt chẽ với thành phần cơ giới đất. Đất càng có
thành phần cơ giới nặng thì khả năng giữ nước và độ trữ ẩm cực đại càng lớn.
(Trần Kông Tấu và cộng sự, 1986) [12].
Cơng trình nghiên cứu của Chu Đình Hồng (1995) về đặc tính thấm
nước trên đất phèn ở đồng bằng Sông Cửa Long. Dựa trên cơ chế thấm nước
tác giả đã thiết kế hệ thống kênh mương tiêu nước rửa phèn.
Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Lung (1996) lượng nước
thấm xuống đất biến động từ 50-90% lượng nước giáng thủy. Tùy từng trạng
thái lớp phủ bề mặt khác nhau mà có lượng nước thấm nhiều hay ít.
Lê Đăng Giảng và Nguyễn Thị Hoài Thu đã tổng kết kết quả nghiên cứu về
khả năng giữ nước, điều tiết dòng chảy của rừng thứ sinh hỗn giao lá rộng tại
núi Tiên, Hữu Lũng, Lạng Sơn (Nguyễn Thị Thúy Hường, 2009) [10].
Cơng trình nghiên cứu ở Tứ Quận, Tun Quang của bộ mơn khí tượng
thủy văn rừng (Phạm Văn Điển, 2006) [1], tập trung chủ yếu vào việc tìm

12


hiểu lượng nước chảy bề mặt và lượng đất xói mịn dưới tán rừng bồ đề trồng
thuần lồi đều tuổi trong khoảng thời gian 3 năm (1974 - 1976).
Ngoài những cơng trình nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến khả
năng thấm và giữ nước của đất rừng, cịn có một số các cơng trình nghiên cứu
các biện pháp nâng cao khả năng giữ nước của đất rừng.
Công tác nghiên cứu trên đất cát của Chi cục Thủy lợi Bình Thuận phối
hợp với Trường Đại học Bách khoa TP. Hồ Chí Minh (Vũ Văn Tuấn, 1997)

trong 2 năm tại khu vực Suối Tiên và khu vực thôn Giếng. Kết quả nói chung
cho thấy nước mưa là nguồn nước chính của con suối này, mỗi năm trung
bình chỉ có 31,5mm nước mưa ngấm vào đất tạo thành nước ngầm, mà nước
ngầm là lượng nước được tích giữ lại nhiều nhất trong đất. Nên để tăng lượng
nước ngầm trong đất cần làm tăng nguồn nước mưa cho khu vực. Các nhà
khoa học bằng phương hướng thiết lập các cơng trình thu nước rộng khắp
vùng thượng lưu suối Tiên đã cho kết quả khá thành cơng. Kết quả là khu vực
sát lịng suối Tiên về phía hạ lưu tăng mực nước ngầm từ 2 - 6m (trong 3
năm) và 3 - 7,5 m (sau 10 năm). Hay kết quả nghiên cứu tại khu vực hai thôn
(Giếng Triền và Hồng Phong) cũng bằng phương án bổ sung nguồn nước mưa
trên toàn khu vực cụ thể là xây dựng hệ thống liên hồ gồm 33 hồ trữ nước,
dung tích 4500m3/hồ và trồng 157km cỏ Vetiver (là loại cây trồng mới có
nhiều ưu điểm, có thể sinh trưởng trên mọi loại đất và có bộ rễ mọc thẳng
xuống mặt đất ít nhất là 3m, làm thành "Đường chắn ngầm sinh học") đã làm
giảm lượng nước mặt chảy đi và tăng nguồn nước ngầm của khu vực (dự
kiến, sau 9 năm mực nước ngầm của vùng này sẽ dâng cao thêm từ 3,5 - 8m).
Nhận xét:Mặc dù, ở Việt Nam các nghiên cứu về đặc tính thấm nước
của đất đã được thực hiện bởi một số tác giả từ năm 1995 đến năm 2012. Tuy
nhiên, các nghiên cứu thường tập trung vào 1 tới 3 trạng thái sử dụng đất khác
nhau, trong mỗi trạng thái lại phân ra nhiều các OTC ở nhiều vị trí có tính
chất vật lý của đất tương đương nhau dẫn đến các đặc trung thấm chưa có
nhiều sự khác biệt rõ rệt. Qua đó, tơi đã lựa chọn ra nhiều đối tượng đất rừng
với 7 vị trí khác nhau có tính nhất đất khác biệt rõ rệt để nghiên cứu đặc trung
thấm nước của đất.
13


PHẦN II
MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU

2.1. Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Mục tiêu chung
- Cung cấp cơ sở khoa học cho việc đề xuất những giải pháp nhằm cải thiện
khả năng thấm nước của đất rừng, góp phần nâng cao hiệu quả bảo vệ nguồn
nước của rừng nhằm hạn chế xói mịn và dự báo lũ rừng tại khu vực Núi Luốt,
trường Đại học Lâm nghiệp.
2.1.2. Mục tiêu cụ thể
- Nghiên cứu đặc điểm diện tích và phân bố của lọai hình sử dụng đất tại khu
vực.
- Xác định tính thấm nước của một số loại hình sử dụng đất và ảnh hưởng của
các nhân tố vật lý của đất đến tính thấm của nước.
- Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiêu quả giữ nước của một số loại hình
sử dụng đất.
2.2. Đối tƣợng và giới hạn nghiên cứu
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
- Khoá luận tiến hành nghiên cứu tính thấm nước và một số tính chất vật lý
đất rừng trồng của một số loại hình sử dụng đất.
- Địa điểm: Khu vực Núi Luốt, trường Đại học Lâm nghiệp.
- Ngày bắt đầu: 10/02/2015
- Ngày kết thúc: 25/04/2015
2.2.2. Giới hạn nghiên cứu
*Giới hạnvề đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là tính thấm nước và một số tính chất
vật lý đất ở độ sâu 0 – 50cm tại các vị trí và các trạng thái rừng trồng khác
nhau.
14


* Giới hạn về địa điểm nghiên cứu
Nghiên cứu được tiến hành trong giới hạn khu vực rừng nghiên cứu

thực nghiệm Núi Luốt - Xuân Mai -Chương Mĩ - Hà Nội.
2.3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu đặc điểm diện tích và phân bố của lọai hình sử dụng đất tại khu
vực.
- Xác định tính thấm nước của một số loại hình sử dụng đất.
- Xác định ảnh hưởng của các nhân tố vật lý của đất đến tính thấm của nước.
- Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiêu quả giữ nước của một số loại hình
sử dụng đất.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp thống kê, kế thừa truyền thống
- Thu thập tất cả các tài liệu hiện có liên quan tới đặc điểm khu vực Núi Luốt,
đặc trưng thấm nước của đất. Chọn lọc và phân tích, tổng hợp các thơng tin
cần thiết với đề tài.
2.4.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa
- Áp dụng phương pháp điều tra khảo sát, quan sát, đo đạc nhằm xác định rõ
hiện trạng thảm thực vật, địa hình và tính chất vật lý của đất rừng.
2.4.3. Phương pháp đo đạc lấy mẫu ngoài thực địa
2.4.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm

15


Hình 2.1. Bản đồ vệ tinh của Núi Luốt trên bản đồ Việt Nam.
Dựa trên bản đồ hiện trạng đất của khu vực Núi Luốt, tôi đã lựa chọn 7 vị trí
thuộc 4 đối tượng sau:
Bảng 2.1. Tên các vị trí đo tốc độ thấm.
Rừng thuần

Rừng hỗn lồi

lồi
1. Keo tai tượng

2. Thông

Trảng cỏ

Đất trồng trọt
nông nghiệp

4. RHL 1: Bạch đàn- 6. Trảng cỏ

7. Vườn trồng

Keo

rau muống.

5. RHL 2: Keo- Bạch
đàn- Trẩu

3. Keo dậu

16


Hình 2.2. Vị trí tiến hành xác đinh tính thấm nƣớc của đất
Mẫu đất được thu thập được lấy ở các vị trí khác nhau. Tại mỗi vị trí, độ sâu
lấy mẫu của tầng đất lần lượt là: 0-5 cm, 10-20 cm và 20- 50cm. Mẫu đất sau
khi được lấy đã cho ngay vào dụng cụ riêng để bảo quản và đem về hong khơ

và phân tích.
2.4.5. Phương pháp thu thập số liệu
2.4.5.1. Số liệu thứ cấp
- Phương pháp điều tra, thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp
+ Thu thập, sử dụng tài liệu thứ cấp về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, …
Bằng cách điều tra các số liệu ở các văn bản của địa phương nơi thực hiện đề
tài, tạp chí Nơng Nghiệp và phát triển Nông Thôn, kỳ 1 tháng 7/2012, và các
thông tin trên internet...
17


- Phương pháp tổng hợp và phân tích các tài liệu, số liệu thứ cấp
+ Số liệu sau khi thu thập cần chọn lọc, tổng hợp những số liệu cần thiết cho
đề tài.
2.4.5.2. Số liệu sơ cấp
* Xác định tính thấm nước của một số loại hình sử dụng đất.
- Dụng cụ thí nghiệm:
Sử dụng vịng đơn (Simple ring) để xác định tốc độ thấm của tác giả Zara
Farrell.
+ Một vịng thép với kích thước: chiều cao: 12 cm, đường kính 14 cm.

Hình 2.3. Mơ hình vịng thép.
+ Đinh mười (dài 10 cm).
+ Xơ đựng nước (10 lít) và nước.
+ Bình nước chia vạch 1000ml.
+ Bảng ghi số liệu H và thời gian.
- Tiến hành thí nghiệm:
+ Thử độ thấm của đất: Đóng vịng thép xuống đất cách vị trí thực nghiệm
khoảng nửa mét và đổ nước xem mực nước giảm nhanh hay chậm để quyết
định bấm thời gian ngắn hay dài để tính tốc độ thấm: mm/ phút, mm/ 30s,

mm/ 15s.
+Đóng vịng thép xuống đất bằng búa, vịng thép ngập sâu dưới đất 5 cm.
18


+ Đóng đinh mười xuống đất sâu 5 cm.

Hình 2.4. Cách đóng vịng thép xuống đất để đo tốc độ thấm.
+ Đổ nước lần 1. Đổ đến đầu đinh mười (cao 5 cm so với mặt đất), hết 1 H
(tùy thuộc vào từng loại đất :1 phút, 30 s, 15s) thì kiểm tra mực nước giảm
xuống, sau đó lấy nước trong bình chia vạch 1000ml đổ đầy đến đầu đinh
mười, kiểm tra mực nước vừa đổ vào xem bao nhiêu ml ghi vào bảng số liệu.
Bảng 2.2. Kết quả đo tính thấm nƣớc
Ngày…tháng…năm…
Vị trí thí nghiệm…

Loại hình sử dụng đất…

Thời gian đo…
Đặc điểm che phủ: Tàn che/ thảm tươi/ thảm mục.
Thời tiết 3 ngày trước đó…
Đo lần

(mực nƣớc bổ
sung)

1
2
…
19