khái niệm Xói mòn đất làsự mang đi lớp đất mặtdonước chảy, tuyết hoặc các tác nhân địa chấtkhácbao gồm cả các quá trình sạt lở dotrọng lựcXói mòn đất là một quá trình tự nhiênXói mòn đất trở nên nghiêm trọng khi lượng đất bị mất gia tăngBiến đổi khí hậu toàn cầu và quá trình sử dụng đất không hợp lý sẽ làm gia tăng xói mòn đất.
Trang 1KHÁI QUÁT VỀ
XĨI MỊN ĐẤT
Nguyễn Trường Ngân
Khái niệm
Xĩi mịn đất là sự mang đi lớp đất mặt do nước chảy, tuyết hoặc các tác nhân địa chất khác bao gồm cả các quá trình sạt lở do trọng lực
(Rattan Lal, 1990)
( Gravity ero sion) Chuyển vận cả khối
Sụp lở Sạt lở Dòng vụn thô Đất trượt
Sạt lở (collapse) Trượt l ở (landsli de) Dịng vụn thơ
(debris flow) (Sinkhol e)Sụp lở
Phân loại
Tác nhân gió Xói mòn do gió
Trang 2Phân loại Tác nhân thể lỏng
Xói mòn băng hà
Nước
Xói mòn
tóe
Dòng chảy bề mặt
Dòng chảy ngầm
Xói mòn bờ biển
Xói mòn
bề mặt
Mương
xói
Rãnh xói
Xói mòn ống hoặc xói mòn rãnh ngầm
Phân loại
Shee t erosi on (xĩi mịn bề mặt) spl ash e rosion (xĩi mịn tĩe)
Rill erosi on (rãnh xĩi) gully erosi on (mương xĩi)
Xĩi mịn
Canh tác
Theo R.P.C Morgan, 2005
Các yếu tố
ảnh hưởng
đến xĩi mịn đất
Nhận xét
Xĩi mịn đất là một quá trình tự nhiên
Xĩi mịn đất trở nên nghiêm trọng khi lượng đất bị mất gia tăng
Biến đổi khí hậu tồn cầu và quá trình sử dụng đất khơng hợp lý sẽ làm gia tăng xĩi mịn đất.
Trang 32,5cm đất mất 300 năm
Ngưỡng: 1,8 tấn/ha/năm
Đồi núi VN: 100-200 tấn/ha/năm
(N Hudson, 1985)
Xói mòn đất
Tác nhân tự nhiên
(mưa, địa hình, loại đất…)
Tác nhân nhân sinh
(Quản lý sử dụng đất)
Bi ện pháp hữu hiệu
ki ểm soát xói mòn đất
Tổn thất tại chỗ
Mất đất
Mất dinh dưỡng đất
Mất chất hữu cơ đất
Làm suy giảm tính chất đất
Tổn hại đến cây trồng và sự phát triển
Suy giảm sản lượng
Mất sản xuất
Thu hẹp diện tích có thể trồng trọt
Giảm doanh số bán hàng
Tổn thất bên ngoài
Sự trầm tích
Bồi tụ hồ và sông Giảm khả năng chứa nước
Sự ngập lụt
Sự chảy tràn
Lũ quét
Trượt lở đất
Phá hủy đường xá, đê đập và các công trình khác.
Tắc nghẽn đường thủy
Phú dưỡng hóa Mất đa dạng sinh học Suy giảm chất lượng nước Ảnh hưởng bất lợi cho xử lý nước Ảnh hưởng bất lợi đến phát điện Suy giảm cung cấp lương thực Tăng giá lương thực
Hạn chế các hoạt động giải trí
Trang 4Phương pháp lượng hóa xói mòn
Thực nghiệm
Mô hình mô phỏng
Đồng vị
Modul dòng bùn cát
Cầu xói mòn
Máy quét hồng ngoại
…
Các phương pháp
Mô hình toán
USLE, RUSLE
Mô hình kết hợptrầm tích
Mô hình tính toán mương xói
Mô hình xói mòn do gió
Mô hình cân bằng vậtchất
…
Thực nghiệm
Trực qua n, dễ chấp nhận
Tốn chi phí, thời gian
Quy mô nhỏ, chi tiết
Thuận lợi giao thông
Xu thế, dự báo: khó
Ưu nhược điểm các nhóm phương pháp
Mô hình toán
Khó thuyết phục
Ít tốn chi phí, thời gian
Quy mộ rộng, khái quát
Hiểm trở, khó tiếpcận
Xu thế, dự báo: có thể
Phương pháp lượng hóa xói mòn
Phương phá p mô phỏng
Phương pháp
Phương phá p Đồng vị
Phương pháp
Chu trình địa hóa
(Geochemical Cycle)
khởi điểm của
xói mòn.
Xói mòn dẫn đến
sự phân bố lại
các nguyên tố
và các đồng vị
trong môi trường Đánh giá phân bố lại các nguyên tố
tốc độ mang
đi của vật chất xói mòn
Trang 5Phương phá p Đồng vị
Phương pháp
1
. e p
r
E D E P m
W
s f E S
E e hàm lượng Urani hòa tan trong nước sông
E r hàm lượng Urani trong đá gốc
E p hàm lượng Urani trong nước mưa
S diện tích lưu vực
D lưu lượng nước sông
P lượng mưa
W lượng vật chất hòa tan vận chuyển trong sông
(tấn/km2/năm)
(L.M Norderman, 1980)
2 Các phương pháp
Phương phá p modul dòng bùn cát (mudflow)
S = A x Dr
S: Lượng bùn cát dòng chảy mang theo (tấn) A: Lượng đất xói mòn bề mặt (tấn)
Dr: Hệ số gia nhập bùn cát (thực nghiệm)
Phương pháp
Phương phá p modul dòng bùn cát (mudflow)
r: độ chênh cao lưu v ực
l: chiều dài sườn theo suối chính.
A- diện t íc h lưu v ực Q- lưu lượng dòng chảy năm D- mật độ lưới sông
Phương pháp
Phương phá p cầu xói mòn (erosion bridge)
Ro sy Wash (1993)
Trang 6Cá c yếu tố chủ đạ o ả nh
hưở ng đến xói mò n đ ất
lưu vực Suố i Rạt
2 Số lượng và vị trí quan trắc
Yếu tố cường độ mưa
CREAMS(Chemi cals, Runoff and Erosion from Agricu ltural Management Systems) (Knisel,
19 80 )
EGEM(Ephemeral Gull y Erosion Model) (Woodward, 1999)
EPIC(Erosion-Produ ctivity Impact Calculator)
EROSION-3D(von Werner, 19 95 )
EUROSEM(European Soil Erosion Model) (Chisci and Morgan, 1988)
KINEROS(Kinematic Runoff and Erosion Model) (Woolhiser et al., 1990)
MOSES(Modul ar Soil Erosion System) project
MWISED(Modelli ng Within -Storm Sediment Dynamics) project
PESERA(Pan-European Soil Erosio n Risk Assessment) model
USLE (Uni versal Soil Lo ss Equatio n) vàRUSLE(Revised USLE) (Wischmeier, 19 78)
SERAE(Soil Erosion Risk Assessment in Europe) model
STREAM(Sealin g, Transfer, Runoff, Erosion, Agricu ltural Modificatio n) model
SWAT(Soil and Water Assessment Tool)
USPED(Uni t Stream Power-based Erosion Deposition)
WATEM(Water and Till age Erosio n Model)
WEPP(Water Erosio n Predi ction Project) (Laflen, 1991)
WERUwin d erosio n simulation models (Edward L Skidmore, 1994)
>30
Phương pháp
Phương phá p mô hình thực nghiệm
Năm 1978, Wischmeier và Smith đề xuất phương trình thực nghiệm mất đất tổng quát (USLE) xem xét 6
hệ số R, K, L, S, C, và P
Tính toán hiệu quả cho:
- Xói mòn do nước
- Xói mòn bề mặt và rãnh xói
- Phân bố không gian của xói mòn và tiềm năng
Phương pháp
Phương phá p mô hình thực nghiệm
Một số nhược điểmcủa USLE:
- Tính toán mức độ trầm tích do xói mòn
- Xói mòn dạng mương xói
- Xói mòn do gió và trọng lực
- Cân bằng vật chất toàn lưu vực
Các mô hình khác nhau được phát triển
Phương pháp
Phương phá p mô hình thực nghiệm
Tính toán lượng trầm tích do xói mòn:
EUROSEM(European Soil Erosion Model) (Chisci and Morgan, 1988)
KINEROS(Kinematic Runoff and Erosion Model)
(Woolhiser et al., 1990)
WEPP (Water Erosion Prediction Project) (Laflen, 1991)
EROSION-3D(von Werner, 1995)
Trang 7Phương pháp
Phương phá p mô hình thực nghiệm
Xói mòn dạng Mương xói (Gully erosion):
CREAMS(Chemicals, Runoff and Erosion from
Agricultural Management Systems) (Knisel, 1980)
EGEM(Ephemeral Gully Erosion Model) (Woodward,
1999)
Phương pháp
Phương phá p mô hình thực nghiệm
Xói mòn do gió:
WERU wind erosion simulation models
(Edward L Skidmore, 1994)
Phương pháp
Phương phá p mô hình thực nghiệm
Cân bằng vật chất cho lưu vực:
SWAT (Soi l and Water Assessment Tool)
CAESAR (Cel l ular Automaton Evolutionary
Sl ope and River model)
Ứng dụng GIS và viễn thám trong xói mòn