Luận văn Ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thông tin Địa lý Đánh giá mức Độ xói mòn Đất khu vực huyện tương dương tỉnh nghệ an

LỜI CẢM ƠN San một quá trinh nghiên cứu, đến nay luận văn thạc sĩ với đê tài: “Ứng dụng công nghệ viễn thám vả hệ thông tin địa lý đánh giá mức độ xói mòn đất khu vực huyện Tương Dương,

LOI CAM DOAN

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn này là sản phẩm nghiên cứu của riêng cá nhân

tôi Các số liệu và kết quả trong luận văn là hoàn toàn trung thực và che được ai công,

tố trước dày, Tắt cả các trích dân dã dược ghí rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày - thông Ÿ năm 2018

'Tác giả luận văn

Sengpasert KHAMSING

LỜI CẢM ƠN

San một quá trinh nghiên cứu, đến nay luận văn thạc sĩ với đê tài: “Ứng dụng công nghệ viễn thám vả hệ thông tin địa lý đánh giá mức độ xói mòn đất khu vực

huyện Tương Dương, tính Nghệ Án” đã được hoản thành với sự nỗ lực của bản thân

vả sự giúp đỡ của các thấy, cô giáo, bạn bè và đồng nghiệp

“Tác giá xin trên trọng, cám ơn các thầy, cô giáo Trường Đại học Thuỷ lợi, Khoa

ỹ thuật tải nguyên nước đã truyền đạt kiên thức trong quá trinh học tập tại Trường

Tác giả xi bảy tô lòng biết ơn sau sac toi TS Bui Thị Kiến Trình và T8 Nguyễn Quang Phi đã trực tiếp, tận tình chí báo, hưởng dẫn tác giá trong suốt quá trình thực

Thuỷ lợi, các co quan liên quan đã lạo ruợi điều kiện thuận lợi

học tập, nghiên cứu, nâng cao trình độ chuyên môn

Cudi cing, tac gid xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè va dòng nghiệp dã

luôn động viên, giúp đỡ tác giã trong quá trình làm luận văn

Với thời gián và kiến thức có hạn, chắc chắn không tránh khỏi những khiểm

khuyết, tác giả rật mang nhận được nhiều ý kiễển góp ý của các thây cô giáo, của quý

độc giả để luận văn được hoàn thién hon

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày — tháng 8 năm 2018

Tác giá luận văn

Sengpasert KIIAMSING

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứa 0 cọ neo 5

1.1 Tổng quan ứng dụng công nghệ Viễn thám và Hệ thông ( tin địa nh trong

2.1.1 Các nhân tế ảnh hưởng tới xói mon dat do nude 20

2.1.2 Mô bình đánh giá xói tuôn

3.1.3 Quy trình thành lập bản đỗ nguy cơ xôi môn

2.2 Phương pháp tính toàn các hệ số trong phương trình USLE

CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ X61 MON DAT VA DE XUAT GIAI PHÁP

3.1 Kết quả lập bản đề nguy cơ xöi mòn (x6i man tiém nang) .50

3.2 Kết quả lập bản dỗ xói mon hiện trạng 222222222 205cc +30 3.3 Để xuất giải pháp giảm thiểu, phòng chỗng xới mòn 54 3.3.1 Biện pháp công trình hạn chế xói mỏn nọ 201tr —-

3.3.3 Đề xuất giải pháp giém thiếu, phông chẳng xói mon cho vừng nghiên cửu SỐ

3.4 Kết quá tính toán xói mỏn theo các kịch bản " 58

v

Tĩnh I.3 Lượng mnưa trung binh tháng của huyện Tương Dương (197: -14

Hinh 2.2 Các nhân tế chính ảnh hưởng đến xói môn đất - 17

Hình 2 ng ng vì viễn thám, GI8 vào mô hình USILE thành lập bâu đổ xới mỏn đất

sstsse see 21 Hinh 2.4 quy trình tính xói mòn đất theo mô hình USL.E 31

Hình 2.5 Bân đề phân vùng mưa trung bình năm tỉnh Nghệ An

Hình 2.6 Bản dé hé sé R huyện Tương Dương

Hinh 2.7, Ban dé dắt Nghệ An

Hinh 2.8, Ban dé đất huyện Tương Dương,

Hinh 2.13 Bản dỗ hệ số L8 huyện Tương Dương, neo 36

Hình 2.14 Công cụ phân tích dmb viên thám co S222 Hee 38

Hình 2.16 Kết quả tính NDVI của ảnh LANDSAT 8 - 39 Hình 2.17 Bản đỗ chỉ số thục vật NDVT huyện Tương Dương năm 2017 40 Hình 2.18 Bản dỗ hệ số C huyện Tương Duơng năm 2017 dd

Hinh 2.19 Bản đồ hệ số P huyện Tương Dương, co vs 45

Hình 3.1 Ban dé nguy cơ xói mòn huyện Tương Dương - AT

Hình 3.2 Bân đề xói mòn hiện trạng huyện Tương Dương năm 2017 48 Hình 3.3 Bản đồ xói mòn ứng với kịch bản giảm còn 1/2 chiếu đại sườn dốc ban đầu

Hình 3.7, Bản dễ xói món khi tăng chí sẻ thục vật 208

Tĩnh 3.8 Ban dé xOi mon khi tăng chỉ số thực vat 30%

Tình 3.9 Tăng mật độ thực phủ 10% kết hợp giảm chiều dài sườn đốc còn L/2

DANH MUC BANG BIEU

Bảng 1.1 Tình hình sử dụng đất của tỉnh Nghệ An (đến năm 2014) 13 Bảng 12 Lưeng n mua rg bình tháng giai đoạn 1979-2010 của chuyện Tương Dương

Bang 1.3 Phân bố lưu vực của các sông lớn tại huyện Tương Dương 19 Bảng 1.4 Đặc trưng hình thái hm vực các sông lớn tại huyện Tương Dương 19 Bảng 2.2 Lượng mưa trung bình nhiều năm tại Nghệ An (1956-2016) 24

Bang 2.3 Dign tich gia tri mua nội suy và bệ số R khu vực huyện Tương Dương, 25 Bang 2.4 Hệ số K của các loại đất huyện Tương Dương, Nghệ An

Bang 2.7 Tham số P đổi với các biện pháp chồng xỏi mỏn oo 2o 38

Bảng 2.8 Phân loại mức độ xới mòn đất do mưa cv v2 39

Bảng 3.1 Phân cắp xói mòn tiểm năng huyện Tương Dương

Bang 3.2 Phân cấp xói môn hiện lrạng huyện Tương Dương 43

Bang 3.3 Téng hop kết quả tính toán các kịch bân giảm thiểu xói mòn 34

DANII MUC CL? VIET TAT

Phương trinh mat dat phd dung Cộng hoà Dân chủ Nhân dân

Phương trình mắt đất phố dụng hiệu chỉnh

M6 hinh dự doán mắt đất cho miền Nam Chau Phi

Thương trình mat a4t phd dụng sửa đối

TIệ thống thông tin địa lý

Mô hình độ cao số Nội suy khong cách nghịch đão có trọng số

'Tổ chức Giáo dục, Khoa hoc và Văn hóa Liên Hiệp Quác

"tỗ chức Lương thục và Nông nghiệp Liên Liệp Quốc Tiêu chuẩn Việt Nam

Chỉ số thực vật

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Đất dai là nguồn tài nguyên quý giả, quan trong hảng dầu của môi trường sống, Trong sản xuất nông nghiệp, đất vừa là đối tượng lao động vừa là tư liệu sản xuất không thể thay thế được Trên quan điểm sinh thải và môi trường, dal 1 nguồn tài nguyên tái tạo, là tư liệu sản xuất, là đổi tượng lao động, là vật mang được đặc thủ bởi

tỉnh chất độc dao ma không vật thể bể nhiên nào có được - đó là độ phì nhiều Đất

cùng cấp chất định dưỡng cho cây trồng, cung cấp lương thực cho con người và dộng,

vật đề báo tốn sự sống, Cuộc sống của cơn người phụ thuộc rất nhiều vào lớp đất trồng

trọt để sản xuất ra lương thực, thục phẩm và các nguyên liệu sản xuất công nghiệp

phục vụ cho cuộc sóng của mình Tuy nhiên lớp dất có khá năng canh tác này lại luôn chịu những tác động mạnh mê của tự nhiên và các hoạt động canh tác đo con người khiến nỏ bị thoái hóa và dân mất đi khả năng sản xuât Một trong những nguyên nhân lâm cho đất bị thoái hỏa mạnh nhất lá do xoi mon, hiện tượng mất đất do xỏi mòn mạnh hơm rất nhiều so với sự tạo thành đất trong quả trình tự nhiễn

Xói mòn dấttừ lầu dä được coi là nguyên nhân gây thoái hoa tài nguyên đất

nghiêm trọng ở các vùng đổi nủi Dưới tác động của các yêu tố tự nhiên, quá trình xói

mòn điển ra gây nên hiện lượng mắt đái, phá húy lớp thể nhuỡng bể mặt, làm giảm chất lượng dat, tit do din dén bac mau ảnh hưởng trực tiếp tới sự sống và phát triển của thảm thực vật Do các hoạt động kính tế xã hội của con người, hiện tượng xói mỏn ngay cảng nghiêm trọng và ảnh hưởng đến môi trường, kinh tế xã hội (Khoa, 2001)

Xói mòn đất không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng đất mà còn ảnh hưởng,

đến tuổi thọ các công trình thủy lợi, thủy diện và môi trường sinh thái Tác động của xỏi mòn đất ánh hướng trực tiếp đến vấn đề phát triển kinh tế xã hội không chỉ ở phạm

vi quốc gia mả là phạm vi toàn cầu, đặc biệt là trong bối cảnh biến đối khí hậu ngày cảng gia tầng như hiện nay

Xói môn đo giỏ và rước là hai yêu tổ cơ bản làm giảm chát lượng đất; nên xét cả bai trường hợp này, chúng chiếm đến 84% sự xuống cấp của dất trên toàn cảu, nên dây là một trong những vẫn để mỗi trưởng quan trọng nhất toàn cầu Việt Nam là quốc gia có

nhiều dỗi múi, dất đốc, mưa nhiều nên nguy cơ xói mòn va nia trôi dất là rất lớn Trong, vải thập niên gân đây ở nước la hiện tượng xỏi mỏn đang xây ra rộng hơn cả về diện

xôi miờn đãi ở khu vực 1m

thục trạng quả trình xói món, nguyễn nhân, các yêu tố ảnh hướng và những giải pháp ngăn chặn (Khiêm and al., 2010; Mỹ, 2005)

Có nhiều cách tiếp cận cũng như phương pháp khác nhau trong việc nghiền cửu

van để xói mòn đất như sử dựng các mö hình tỉnh toán xói mòn đất, điển tra thục địa

Trong đó, các liếp cân sử dụng công nghệ vién tham và GI§ để mô hình hóa, lính toán xói mỏn đất theo phương trình mất đất phd dung USLE (Universal Soil Loss Liquation)

của Wischmeier và Smith là phương pháp hiển đại giúp cải thiện đệ chính xác cửa kết

quả cũng như tiết kiệm thời gian thực địa và đơm lại hiệu quả cao (Thiện and rmk,

2015) Đây được xem lẻ một hưởng di mới trong việc giải quyết vấn dễ xói mòn dất, Việc xây dựng các bản đổ nguy cơ xói mỏn dat theo phương pháp này sé giúp ích rất nhiều (rong vide quan ly, phòng chống xói mỏn, lạm chế thiệt bại

Tương Dương là huyện miễn nủi của tỉnh Nghệ An, gần biển giới với nước

Cộng hoà Dân chủ Nhân din (CHDCND) Lao có dịa hình hết sức phức tạp gồm nhiều núi cao, bị chia cắt mạnh, có độ đốc lớn và it thực vật che phú lên cạnh đó, khu vực nay thường xuyên hứng chịu năng nóng xen kẽ các trận bão, áp thập nhiệt đới kèm theo mưa lớn vẻ tập trung làm cho dat dai bj xoi mén và thoải hỏa, ánh hướng nghiêm trọng đến quỹ đất sản xuất nông nghiệp của huyện 1Tơn nữa, việc để đất hoang hóa hoặc quy hoạch sử đụng đất, bỗ trí cơ câu cay tréng chưa hợp lý và độ che phủ rừng thấp là những nguyên nhàn chính làm cho lũ ống, lũ quét thường xuyên xây re gây thiệt hại về người và của cho nhân dân nơi đây (An, 2016) Vì vậy, ứng dụng công nghệ viễn thám và bệ thông tín địa lý đảnh giá mức độ xôi môn dat khu vực huyện Tương Dương, tĩnh Nghệ ¿1n là khả thị, có ÿ nghĩa thực tiễn và võ cùng cần thiết trong bồi cảnh tình trạng xói mòn đang diễn biến ngày cảng bắt lợi đo ảnh hưởng của

2 Mục dich của dé tai

Tập bản đỗ nguy cơ xói môn đất huyện Tương Dương, Nghệ An bằng ảnh viễn thám và mô bình mất dắt tổng quát và đễ xuất giải pháp giảm thiểu xói món

3 Phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Đổi tượng nghiên cứu: Tượng rnưa, độ đốc địa hình, thẩm phủ thực vật, đặc tính

của dất và quy hoạch sử dụng dất trên dịa bản

- Phama vị nghiền cứu: Huyện Tuơng Dương, lĩnh Nghệ An

4 Cách tiếp cận và phương nhắn nghiên cứu

4.1 Cách tiếp cận

- Tiếp cận theo mục tiêu: Những vùng đất bỏ hoang, vùng đất đốc đã trồng cay nông nghiệp, cây công nghiệp, đãi đốc mới hình thành hoặc chưa có nghiên cứu, dánh giá về xi môn,

p cận kết quả của gác nghiên sửu tong và ngoài nước về vẫn để xói mòn

- Tiếp cận theo mô hình: Sử đụng công cụ xứ lý ảnh vệ tinh Erdas céng cụ phân lích không gian AroGIS, phương trình tỉnh Loan xéi mién USLE (Universal Soil Loss Equation)

4.2 Phương phản nghiên cứu

- Phương pháp kế thừa: Luận văn kế thừa, sử dụng có chọn lọc số liệu và kết quả nghiên cửu trên thế giới cũng như tại Việt Nam về các vấn để về đánh giả, dự báo, cảnh bảo xéi mén va lập kế hoạch khai thác sử dụng đất hợp lý

- Phưang pháp điều tra, khảo sát thu thập số lậu tại thực địa, biện trường: Nhằm đánh giá hiện trang, thu thập số Hệu phục vụ gông lác đánh giá, xây dựng công

cụ cũng như dự báo, cảnh béo nhằm để xuất các giải pháp quy hoạch cấy trẻ:

hoạch sử dựng đá

, QUY lên công đồng đân cư cáo thông tin về tình

đồng thời tham vấn

hình xói môn, mất đất bại khú vực nghiên cứu

- Phương pháp thống kê phân tích: Thông kè các số liệu đo đạc trong quá khứ

để tiến hành kiểm định, so sánh kết quả tính Joan

- Phương pháp ứng dụng mô bình: Luận văn sử đụng các công cụ đownload và

xử lý ảnh Erdas, GEE, phần mêm G18 phân tích không gian ArcGIS, mô hình tính toán x6i mon USLlš (Universal Soil Loss liquation).

"Tương Dương, tính Nghệ An cũng được đề cập;

—_ Chương 2: Phương pháp xây đựng bản đổ xói mèn dat Chuong nay nêu cụ thé

phương pháp nghiên cứu vẻ xây dựng bản đỗ nguy cơ và bên đỗ hiện trạng xúi

mon theo phương trình mắt dất tổng quát từ các nhân tỏ ánh hưởng, mô hình dánh giá và quy trình thực hiện,

— Chuong 3: Đánh giá mức độ xói mèn đái và để xuât giải pháp giâmu thiếu Chuong

này trình bay kết quả tính toán xỏi mòn, xây dựng một số kích ban nhằm giảm

thiéu x6i mon và đề xuất giải pháp.

CHƯƠNG 1: TÔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGIIÊN CỨU

VA VUNG NGIIEN CCU

1.1 Tổng quan ứng dụng công nghệ Viễn tham va Hé thing tin dia ly trong

nghiên cứu xói môn

T.oài người đã quan tâm đến hiện tượng xói mòn từ rất sớm Từ xa xưa đã có những tac gia 6 Hy Lap va La Ma cé dai dé cập dến xói mon ty nhién cing với biên pháp báo vệ đất đơn giản Ở thời hiện đại, quá trình xói môn được cho rằng gắn liên với các hoạt động nông nghiệp đo đất đại bị khai thác cạn kiệt Do vậy, xói món cùng với thoải hỏa dất tôn tại xuyên suốt quá trình phát triển của loài người

Về nguyên nhân xói mòn, hầu hết các nghiên cứu trên thê giới đếu thống nhất rằng có hai nhóm nguyên nhân chính la tự nhiên vả con người Xói mỏn tự nhiên là

quá trinh diễn ra liên tục trong tự nhiên do 3 yéu tổ gió, trọng hịc và nước (Khiết,

3014), tuy nhiên đầy chỉ là nguyên nhân thứ yếu nếu so với xới môn co con người

(lương, 2015) Nguyên nhân con người theo nhiều nhá nghiên cứu là do sự quản lý

đất kém và đường như đỏ là một cái giá phải trả cho sự phát triển kinh tế, xã hội Tuy

vậy, việc phân định nguyên nhân xói muôn không phải lúc nào cũng dễ dàng và cũng,

không cần thiết, nên trong việc lập bản dễ xói mòn đất nhiều khi người ta không phản chia theo hai nhóm nguyén nhan nay

Nghiên cửu xỏi món đất đã đi được một chặng đường dải và đạt được nhiêu kết quả Trọng tâm của các nghiên cứu trong thế ký 20 là đo đạc và dự báo tốc độ xói món

và các tác động trực tiếp đến sản lượng nöng nghiệp Một số ảnh lưởng của xói mòn tới chất lượng rước, ô nhiễm, tai biển thiên nhiên cũng đã được để cập đến Gần đây, xói mòn đất được nghiên cứn mỏ rộng hơn đưới nhiễu loại hình và tính chất khác nhau Xu hướng phổ biến hiện nay trong nghiên cửu xới mỏn trên thế giới là theo hướng mô hình hóa điễn tả động lực của quá trình xói món và nghiên cứu xói mòn kết hợp với các khoa học khác, chủ yếu để tim liễu quả trình cũng như tác động cửa xói

mon lên môi tường nhằm có các biển pháp chéng xdi mon kha thi Str dung các công,

cụ viễn thám và GIS cùng với các mô hình trong nghiên cửu xói mòn dat nhằm tăng độ

chính xác trong đánh giá cứng là một trong các vẫn để đang được quan tâm hàng đầu

hiện nay.

1.1.1 Tng quan trên thể giới

Các nghiên cứu đầu liên về xói môn đất được thực hiện vào những nằm 1877 bởi các nhả khoa học người Đức Đến năm 1907 các chương trình nghiên cứu về xỏi

mén đất được bắt đầu tại Mỹ Năm 1947 Musgrave và cộng sự đã phát triển một phương trình thực nghiệm có lên là phương Irình Musgrave dược sử dụng trong nhiều

năm cho đến khi Wischmeier vả Smith đưa ra công thức tính xỏi món đất mới được

gọi là phương trình mật đất phố đụng (LISLT) vào năm 1958 Dén nim 1975, Wiliams

dã hiệu chính USLE thành MUSLE (Modified USLE) dé tính toán xói món đất gây ra

bởi mưa và dòng chảy mặt Tuy nhiên, việc giấi quyết phương trình USLI! hay MUSLE van gặp nhiều khó khăn trong việc xáo định các biển ảnh hướng đến việc xỏi môn Từ giữa những nãm 1980 dến dầu năm 1990 các mô hình xoi mén khác nhau dã được phát triển dựa trên phương trinh USLIS ở nhiêu nơi trên thể giới như: mô hình dụ

đoán mat dat cho mién nam châu Phi - SLEMSA, mô hình SOILOSS được phát triển

tai Ue va ind hinh ANSWERS dé darth giá mức dộ bi lắng khu vực sông,

Renard (1997) đã tiếp tục hiệu chỉnh, cải Gén phuong tinh USLE thành RUSLE (Revised USLE) với những phương pháp kha thi hon cho việc xác định và tính toán những yếu tổ xỏi món đất Phương trinh nảy đến nay vẫn là lựa chon hang đầu trong các nghiên cứu về x6i mon lrên toàn thể giới, và cũng được gọi là UJSLE Cùng với sự phát triển của công nghệ Viễn thám (R8) vả hệ thông thông tin địa lý G18 (Geographic Information System), việc lượng hóa xói mỏn đất theo không gian và thời

gian dược thực hiện với đô chính xác cao hơn với chỉ phí thấp hơn và có thể áp dụng cho các khu vực nghiên cửu có phạm vì rộng lớn Đến nay, các nghiên cứu hiện đại về

xói mòn đất và các kỹ thuật kiếm soát xói mẻn được phát triển ở khắp nơi trên toàn thể

giới với nhiêu lỗ chức nghiên cứu xỏi mòn và bảo tổn đất trên toàn thể giới sử dụng, phương trình RUSLI, với công cụ hữu hiệu lá GI8 và viễn thám,

BiswajcoL và công sự đã sử dụng công cụ GIS dé phân tích theo USILE với dữ

liệu da nguồn trong đó có ảnh viễn thảm, tìm được mỗi tương quan giữa hiện tượng, xói mòn và sai lở ở đão Denang Malaysia, từ đó lập kế hoạch bão tổn phù hợp, kịp

thời giảm thiểu hiện tương xói mòn dất (Pradhan ct al., 2012) Tao Chen và các công

sự đã ứng dụng phương trình USLIU cải tiến cho dữ liệu ánh Landsat LýIM+, sử dụng

8

kỹ thuật viễn thám và GI5 dễ thành lập bản dỗ rủi ro xói mòn dất ở khu vực sóng Miyun, mién Bắc Trung Quốc phục vụ chiên lược bảo tổn đất (Chen et al., 2011) Ali

Demirci va Ahmet Karaburun đã tính Loán và biểu diễn các nhân tổ của phương trình USLE trong môi trường GIS dễ ước tỉnh lượng xỏi mòn đất của khu vực hỗ Buyukeekmece, Tay Bac Thé Nhi Ky (Demirci and Karaburun, 2012), từ đỏ để xuất phương pháp bao tan đất hiệu quả và giảm ngay eơ xói mòn Dimitrios Ð Alexakis và cộng sự đã phát triển phương pháp tích hợp viễn thảm ảnh vệ tình va GIS dé ước tỉnh

ệ xới mẻn đất trên phân trung tâm khu vực sông Yialias ở Cyprus, trong đó phương,

đất (Alexakis eLal, 2013) Paidamwoyo

trình USLE được dùng để đánh giá tấn thái

Mhangara và cộng sw da sit dung GIS để đánh giả rúi ro x61 mén đất của khu vực

Keiskamma (Nam Phi) dựa trên công cụ được xây dựng tử phương trình USILE, đồng

thời để xuất các biên pháp kiểm chế suy thoái, kiểm soát bão tân đất cho địa phương, (Mihangara et aL, 2012) Những nghiên cứu này đã cho thấy khả năng ứng dựng kỹ

thuật viễn thám và các công cụ phân tích không gian trong GI§ đối với ước tính, đánh giá và xây dựng phương áu phỏng chồng, giảm thiểu, khắc phục hiện tượng xỏi mòn đất trên phạm vi lớn

1.12 TÔng quan trong nước

'Trên thể giới hấu như không, cỏ quốc gia nảo là không chịu ánh hướng của xói mòn, nhất là xói môn đo nước vả đo gió Việt Nam là nước 3⁄4 điện tích đất ở vùng, đổi múi, có dộ dốc cao, lượng mưa lớn (1800 - 2000mm/năằm) tập trung vào 4 - 5 tháng, Tmủa mưa với lượng mnưa chiếm tỏi 80% tổng lượng mưa, nên hiện tượng xói mòn đất luôn xảy ra và gây hậu quá nghiêm trọng Đảng thời, nước là một nước nhiệt đói gió mùa với khí hậu và địa hình phân hỏa phức lạp, do đỏ hiện Lượng xói môn điển ra rộng, khắp và đa đạng Công tác nghiên cửu xói mỏn đất vì thê đã được quan tâm từ rất sớm

Các biện pháp truyền thông chủ yêu được ap dung tong nén vin minh lúa nước của cha ông Ia là làm ruộng bậc thang trồng lúa nước ở những nơi có khả năng cùng cấp

nước tự cháy từ các khu rùng giả, đồng thời xây các loại kè, cảng, đập, đào mương dẫn

nước Rất rhiễu ruộng bậc thang ở miễn nữi và vững cao trên khắp đãi nước đến may van dang được canh tác và cho năng suất ôn dịnh Tập quan du canh cũng là giải pháp truyền thống để khôi phục độ phì nhiêu của đất, chống xởi mòn, bảo vệ đất trong, điều kiện đối rộng người lura

Do hiện tượng xỏi mòn dất điển ra thường xuyên nên dược nghiên cửu từ rất sớm Tuy nhiên các nghiên cửu và biện pháp phòng chống trong giai đoạn trước thập

Tiầu như chưa đem lại kết quả gì đóng kế bởi chỉ dựa chủ yến

kỹ 60 của thề kỹ trướ

vào kinh nghiệm thực tiễn, Trong giai doạn từ 1960 dân 1980, công tác nghiên cứu xói

mởn đã phát triển cả về bẻ rộng và bê sâu, Các nghiên cứu đáng chủ ý ở giai đoạn nay

dé cap dến ãnh hưởng của độ dắc đến xói môn dài, góp phân dua ra các tiêu chỉ bão vệ đất, sử dụng vá khai thắc đất dốc, nghiên cửu sự ánh hướng của giọt mưa đến xói món

đất và chẳng xói mòn bằng biện pháp canh tác; làm thí nghiệm về ảnh hưởng của biện

pháp cát dòng chay và cây trông phủ đái đến khả năng giữ âm chống xói mòn đâi; xây dựng cáo bãi và các bê hứng nước và đất trôi sau các trận mưa để định lượng dat va

nước đã bị mước mưa cuốn di đưới các thảm cây trồng kháo nhau; xây đựng các mã

hình chống xới mòn ở một số địa phương Các công Irình này đã lu được nhiều kết quả khả quan sau khi tiến hành quan trắc một loạt các yếu tổ tự nhiên và tác động của con người qua các biện phán kỹ thuật trồng trọt trên nhiều loại đất và cơ cầu cây trồng , động thời đã bước đầu giải quyết được một số vấn để trong xởi môn và chống xói môn những tính định lượng chưa cao

Tử những năm 1980 trở di, phương trình mắt dắt phd dung USLE bat dâu được

áp dụng cho các nghiên cửu về dự báo tiêm năng xôi món đất và đưa ra các biện pháp chống xói mỏn (Dũng, 1991, Khang and Quý, 2008; Siêm and Phiên, 1991); đánh giá năng lực chồng xỏi mỏn của một số dạng cấu trúc thảm thực vật rừng; xây dựng lý thuyết về thành lập chỉ tiêu tiểm lục xỏi mon thuộc vùng mưa rào đòng chảy, xét tương quan giữa các yếu tổ và một số yếu tế chính ảnh hưởng tỏi xỏi mòn, thiết lập công thức tỉnh lượng xỏi mòn sườn dốc và modun dòng chấy cát bùn trong sông, (ITảng, 2001), tính cường độ xói mòn qua các chỉ số mưa trung bình hoặc cường độ mưa; xây đựng sơ đồ phân vùng xói mòn đất trên cơ sở các số liệu, các rtân tổ gãy xôi môn và ảnh hưởng, giữa chúng, các nghiên cứu và thí nghiêm dải hạn về chống xói

mòn, bảo vệ đất trong chương trình đất déc chau A "Sử dụng, quản lý đất đốc dé phát

triển nông rghiệp bên vững" đã được Hiến lành ở Việt Nam tù 1990 tới may và đã đạt dược một số kết quả nhất định

10

Đặc biệt, trong những năm gàn đây phương pháp viễn thám va GIS di duce ap dụng trong nghiên cửu xói mẻn đất ở nước †a và đã được cổng nhận lá có độ tin cậy cao, thời gian thục hiện ngắn và đem lại chỉ phí thấp Công nghệ G18 só ưa điểm rõ rệt trong việc xác dịnh yếu tổ dịa hình L8 từ dữ liệu mô hinh dé cao s6 DEM (Digital Tilevation Model) (Dức, 2011; Iùng, 2001; Trung and Ioang, 2016, Vinh and Minh, 2009) Bên cạnh đó, những kỹ thuật nội suy trong GI§ như Kriging, Sphne, Invcrse

Distance Weighted (IDW) cũng đã được phát triển cho việc xác định các biến số ở

những vị trí không thé do lượng trực tiếp thông qua việc sử dụng các đít liệu mẫu ở

những khu vực gần kể (Hương, 2015, Tuan and Dan, 2012; Vinh et al., 2011) Các nghiên cứu gần đầy ứng dụng kỹ thuật viễn thám và G18 sứ đụng phương trinh USLU cho những mục đích khác nhau được thục hiện trên khắp các địa phương trong cả nude Cúc nghiên cứu xói mòn ở Trà Khúc — Quảng Ngãi, sông Hương — Hud, Tam ông — Phú Thọ được tiến hành bằng cách sử đụng nguôn ảnh vệ tỉnh cũ có chất lượng, trung bình để phân tích (Tuân, 2007: Ty and Kiệt, 2008, Vinh and Minh, 2009) Các nghiên cứm xôi môn ñ huyện Sơn Động tỉnh Bắc Kạn (Hả, 2009) và lưu vục sông Đa

‘fam tinh Lâm Đông (Tú, 201 1) sử dụng số liệu mưa trung bình năm nhưng không nêu

rõ thời gian thu thập đữ liệu Đa số nghiên củu xói môn (Cảnh, 2014; Dũng and Ky, 2012; Đức, 2011, Hà, 2009; Húng et aL, 2017; Hương, 2015, Khiết, 2014, Ngoc and Linh, 2014; Tú, 2011; Tuân, 2007, Tùng, 2007, Ty and Kiệt, 2008; tháo, 2011; Thiện and nnk, 2015; Trung and Hoàng, 2016, Vĩnh and Minh, 2009; Vinh of al., 2011) đều

sử dụng công thức tỉnh hệ số xỏi mòn của mưa và dòng chảy R của Nguyễn Trọng Hà (1à, 1996) Những kết quả thu được nhìn chung đã chủng mminh tính hiệu quá và đúng đắn của phương pháp ứng dung GI5 và viễn thám trong nghiên cứu xói môn

1.2 Tổng quan vùng nghiên cứu

1.21 Tổng quan về điểu kiện tự nhiên, dân sinlt

'Tĩnh Nghệ An là tĩnh lớn nhất cá nước, nằm ở trung tâm khu vực Bắc Trung

Bộ, dan số đứng thứ tư cả nước với hơn 3 triệu người, là quề hương của Chủ tịch Hé Chỉ Minh và rất nhiều danh nhân khác Nơi dây hội tụ dây du các tuyển giao thông, đường bộ, đường sắt, đường hàng không, đường biển, đường thuỷ nội địa, có điều kiện

tự nhiên phong phú, đa đạng

1

Tương Dương là một huyện miễn núi vùng cao nằm ở phía Tây Nam tỉnh Nghệ

An, là một trong 3 huyện nghèo của tỉnh Đây là huyện cỏ diện tích lớn nhất toản quốc,

có kkhí hậu và thời tiết khắc nghiệt Huyện được UNESCO đưa vào danh sách các địa

danh thuộc khu dự trữ sinh quyền miễn tây Nghệ An, nơi có vườn quốc gia Pù Mat (Wikipedia)

12.11 Vi tri dia ly

Huyện Tương Dương nằm ở phía Tây tỉnh Nghệ An, cách thành phố Vinh gan 200km, phía Đông giáp huyện Quỷ Châu, phia Đông Bắc giáp huyện Quê Phong,

Đông Nam giáp huyện Con Cuông, phía Tây giáp huyện Ky Sơn phía Bắc và Nam

giáp Lào với toạ độ cụ thẻ như sau:

BAN DO HANH CHIN HUYỆN TƯƠNG DƯƠNG

Hình 1.2 Bản đỏ hành chính huyện Tương Dương, tỉnh Nghệ An Toản bộ huyện nằm trong vùng địa hình có độ cao trung binh từ 65 — 75m so với mực nước biên, địa hình phức tạp, nủi non hiểm trở, giao thông đi lại khỏ khăn Quốc lộ 7A chạy ngang qua huyện là tuyến giao thông huyết mạch Ngoài ra, sông,

Cả cũng là một tuyển giao thông đường thuỷ trọng yêu bởi một số xã vùng sâu chỉ đi lại bằng đường sông Hiện nay, tỉnh lộ 487 noi liên quốc lộ 7A và quốc lộ 4§ đã rút

ngắn hành trình từ Tương Dương đên các huyện lân cân ving Tây Bắc Nghệ An

1.2.1.2 Đặc điểm địa hình

Tương Dương là một huyện miễn nủi của tỉnh Nghệ An, gần biên giới với CHDCND Lào cỏ địa hình hết sức phức tạp gồm nhiều núi cao tạo thành nhiều thung, lũng nhỏ hẹp Địa hình bị chia cắt mạnh bởi 3 sông chỉnh là Nâm Nơn, Nậm Mộ, sông

Cả (vùng hạ lưu cỏn được gọi lả sông Lam) cũng như các khe suối lớn nhỏ tạo nên

nhiều lớp gợn sóng cao dan Vé tong thé, đổi núi tạo thành 2 mái nghiêng lớn về phía sông Cả và thập dần vẻ phía hạ lưu

13

Do dịa hình có độ dốc lớn và ít thực vật che phủ, lại thường xuyên hứng chịu nang nóng xen kế các trận bão, áp thấp nhiệt đới kèm theo mua lớn làm cho đất dai bi

xối môn và thoái hóa, ảnh hưởng nghiêm trọng đến quỹ đất sản xuất nông nghiệp của

huyện

12.13 Diện ích, dan sinh

Huyện Tương Dương có điện tích tự nhiên lá 281.129,37ha (chiếm 17% điện tích toàn tính), đây lá huyện có điện tích tự nhiên rộng nhất trong các huyện của Việt

Nam, gap hơn 3 lin tinh Bac Ninh va g4n gap đổi tỉnh Thái Bình

Ở đây tập trung đông đồng bao dân tộc thiểu số, với tổng dân số khoảng 76.000 người, gêm chủ yếu là người đân tộc Thái chiếm 72,13%, người Mông chiếm 4,06%,

người Khơ-mủ chiếm 11,82%, người Kinh chiếm 10,27%, còn lại là người Tày-poong,

Ơ-đu và các đân tộc khác (theo số liệu điều tra đân số và nhà ở năm 2006)

Dân cư phân bỏ chủ yêu tập trung dọc theo quốc lô 7A, đặc biệt lä thị trắn Hòa Binh, Mat d6 dan số trung bình là 27 ngudi‘km’ Co cfu din sé tré, nguồn lao động đổi đảo nhưng lrình độ dân trí không cao niên chủ yếu là lao động phổ thông, tao động,

có trình dộ kỹ thuật và tay nghề ít Nghẻ nghiệp chú yếu ở địa phương là sản xuất nông, nghiệp, tuy nhiên năng suất chua cao và việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất còn hạn chế

Phong tục tập quán lạc hau con tổn tại ở các xã viìng sau, ving xa và một sổ xã

vùng trên Nhiễu rằm gần đây, tỉr chủ trương của lỉnh và huyện, cấp ñy, chính quyền các cấp luyện Tương Dương đã tập trung lãnh dạo, chỉ dạo khai thác tốt tiểm năng, thể

mạnh địa phương để phát triển kinh tế Thông qua xây đựng, triển khai các chương,

trình, dự án phát triển kinh tế hộ, đời sống nhân dân Tương Dương đã không ngừng

dược cái thiện

1.2.1.4 Đất đai, thô nhưỡng

- Đắtnâu vàng trên phủ sa cô (Fp)

~_ Dất phù sa ngôi suối (Py)

-_ Dắt đen trên sản phẩm bổi tụ cacbonat (Rdv)

Diện tích đất nông nghiệp chỉ có 901,09ba (chiếm 0,329 diện tich tự nhiên của

thuyện), còn lại là đất lâm nghiệp và các loại đất khác

Bảng 1.1 Tình hình sử dụng đất của tỉnh Nghệ An (đến năm 2014)

2 | Diện tích đất phi nông nghiệp 129 171,6 7,83

- Dt s6ug sudi va mit nude chuyén dang, 29.420,5 1/78

3 | Diện tích đất chưa sử dụng 270 649,1 16,42

- Diện tích đất bằng chưa sử dụng, 10.403, 0,63

15

1.22 Đặc điễm khí hậu, tuyỹ văn

Tương Dương chịu ảnh hưởng trực tiếp của vững khí hận Tấy Nam Nghệ An, mang dặc diểm khi hậu nhiệt đới gió mùa với 2 mủa rõ rệt trong nim: th thang 4 dén tháng 10 là mùa hạ nỏng, ẩm, mưa nhiều và từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau lả mửa đông lạnh, it mua

Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các tháng trong nim kha cao Nhấệi

nóng nhất (tháng 7) là 39-41°C, nhiệt độ cao tuyệt đổi 42,7°C; nhiệt độ tung bình tháng lạnh nhất (tháng L) là 8C, nhiệt độ thập tuyệt đối - 0,5°C:

ð) Chả độ mưa:

Lượng mưa binh quân năm đạt 1.450mm, phan bỏ không đều theo không gian

và thời gian Về thời gian, mùa mưa kéo đài từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa tâp

trung chiểm 8Ô - 85% lượng mưa cỗ năm, tháng mưa nhiều nhất là tháng 7, 8, 9 66

lượng mua từ 220 - 540mm/tháng, số ngày mưa 15 - 19 ngay/thang, mua nay thường

kèm theo gió bão Mua khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, lượng mưa chỉ chiêm 15

-3 & lượng mưa cỗ năm, thắng khô hạn nhất lả tháng 1, 2; lượng mưa chỉ đại 7 - 60 mm/tháng Về không gian, khu vục thượng nguồn sông Cả từ Cửa Rảo trở lên, mùa aura chi trong 3 thang 8, 9, 10 với lượng trưa bình quân năm chi dat 1.350 mm Khu vực hạ lưu sông Cả từ Cửa Rào trở xuống, mùa mua bat dâu từ tháng 7, kết thúc vào thàng 9, lượng mưa bình quân nhiều năm trén 2.000 mm Riéng khu vục Cửa Hảo, xã

Xá Tượng chịu ảnh hướng một phần giỏ Tây Nam (gió T.ào) xuất liên từ tháng 4 đến thang 8, gây khô, nòng, dược dánh giả là nơi nóng nhất Đông Dương,

Tảng 1 2 Lượng mưa trang bình tháng giai đoạn 1979-2010 của huyện Tương Dương

Lượng mưa trung bình (mm/tháng)

Hình 1.3 Lượng mưa trung bình tháng của huyện Tương Dương (1979-2010)

©) Độ ẩm không khí:

Đây là vũng có độ âm thấp nhất Trị số độ âm tương đối trung bình năm toi da

từ 80 - 909, chênh lệch giữa độ âm trung bình tháng âm nhất và tháng khô nhật tới 18

~ 19% Lượng bốc hơi từ 700 - 940mm/năm

4) Chế độ gió:

Tương Dương cũng như các huyện khác của Nghệ An chiu ảnh hưởng của hai

loại giỏ chủ yêu: giỏ mùa Đông Bắc và gió phon Tay Nam Gio mia Đông Bắc thường,

xuất hiện vào mủa Đông từ tháng 10 đền tháng 4 năm sau, bình quân mỗi năm có khoảng 30 đợt gió mùa Đông Bắc, mang theo không khi lạnh, khô làm cho nhiệt độ

giảm xuống 5 - 10°C so với nhiệt độ trung bình nim

Giỏ phơn Tây Nam là một loại hình thời tiết đặc trưng cho mùa hạ của vũng Bac Trung Bộ Loại giỏ này thường xuất hiện vào tháng 5 đến tháng 8 hàng năm, số ngày khô nóng trung bình hằng năm là 20 - 70 ngảy Giỏ Tây Nam gây ra khí hậu khô, nóng vả hạn han, ảnh hưởng không tốt đến sản xuất và đời sống sinh hoạt của nhân

dân trên phạm vị toàn tỉnh

Nhìn chung, khí hâu Tương Dương có phần khắc nghiệt, đặc biệt là bão và giỏ Tay Nam gây trở ngai không nhỏ cho sự phát triển chung, nhất là sản xuất nông,

nghiệp

17

12.1.6 Thuy van:

Hệ thống sông suối ở Tương Dương khá dày, bao gdm 3 con sông chính chây

qua huyện Tương Dương là sống Nậm Nơn, sống Nậm Mô vả sông Cả Ngoài ra còn

có hệ thống khe suối lén, nhỏ phân bổ trên địa bàn huyện, điển hình như khe Nguyên, Cha Lap, khe Kiên Mật độ sông suối trong huyện dạt trên 1 kim/kimẺ

Sông Nậm cm khởi nguồn từ hợp lưu nhiều suối trên mước bạn Lao, trong 46

đòng chính bắt nguồn từ sườn tây nam diy nui Phu Xai Lai Leng tai huyén Khamkeuth

r lắc đến địa phận Việt

và Viengthong tinh Bolikhamxay Séng chãy vẻ hưởng 1L!

Nam ở xã Keng Ðu, huyện Kỳ Sơn rồi qua các xã Mai Sơn, Hữu Khuông, Nhén Mai, Tarong Minh, Yên Na đếu làng Cửa Ráo, xã Xá Luợng của huyện Tương Dương, có chiều đài gần 100 km và điện tích lưu vực trên 2000 km” Sông có nhiền thác, ghệnh, lòng sông sâu và rộng, I.ưu vực sông rằm trong vàng có lượng mưa thấp (1500 anu/nắmn) Mùa khô khả nắng cung cáp nước cho sân xuất, sinh hoạt và vận chuyển đường thủy gặp nhiều khó khăn

Dong chinh séng Nam Mé bat nguồn từ đây Phu Sam Sum dé cao 2.620m

thuge tinh Xiém Khoang bén Lao, chay sang nude ta & dia phan Muimg Tip huyện Kỳ

Độ chứ đại trung bình từ 1.200 - 1.300man Do vậy mặc dù diện tích lưu vực sông Nam

Mô đạt 3 970kmẺ chiếm 14,6% diện tích toán lưu vực sông Cả nhưng lượng dong chay

năm chỉ chiếm 9,3% tổng lượng đòng chãy năm trên toàn điện tích lưu vực Điến làng

Cửa Rào xã Xá Lượng huyện Tương Dương, sống Nậm Mô hợp lưu với Nam Now thành sông Cá

Sông Củ bắt nguồn từ Cửa Rao chảy qua các xã dọc quốc lộ 7A, là sông chính của hệ thông sông Lam, một trong 9 hệ thông sông lớn của nước ta Sông Cũ là sỏng lon nhất tĩnh Nghệ An với cluêu đài lưu vực 361km, điện tích lưu vực 15.346krrỞ, lòng sông sâu, Ít có thác ghẳnh thuận lợi cho việc cung cấp nước và vận chuyển dường thuỷ

18

Whin chung, mạng lưới sông suốt ở Tương Dương có độ đốc lớn, lại ở vúng, trung du nỗi chuyên tiếp giữa miễn núi và đồng bằng ngắn cho nên khi mưa lớn lũ tập

trung nhanh, íL bị điêu tiết dẫn lới nước lũ tập trưng về đồng bằng rất nhanh gặp mưa lớn ở hạ du và triều cường thường gảy lũ lụt trên diện rộng, Tuy sỏng ngói nhiều, lượng nước khả đổi đào nhưng lưu vực sông nhỏ, điều kiện địa hình đốc nên việc khai thác sử đựng nguồn nước sông cho sân xuất vả đời sống còn gặp nhiều khó khẩn

Dặc trưng hình thải hưu vục sông của dòng chính sông Cả và sông, Nậm Mô

được ôm tắt trong Bằng 1.3, va Bang 1.4

Bang 1.3 Phân bẻ lưu vực của các sông lớn tại huyện Tương Dương

6 Mật đô lưởi sông binh quan (km/km’) 0,60

19

CHƯƠNG 1: PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG BẢN ĐỎ XÓI MÒN ĐÁT

2.1 Phương pháp tính toán xói món đất

Mö hình hoả các quả trinh xói mòn vẫn dang là thách thức với khoa học hiện tại

bởi tính chật phúc tạp và độ chính xác chua cao Đôi với sản xuât nông nghiệp, pió và

nước là hai tác nhân chủ yếu gây xới môn Hiện lượng xôi mòn gây ra bởi sức giỏ khi

có những, điều kiện thuận lợi sau (Chinh et aÌ., 2006):

-_ Đất khô, tơi và bị tách nhỏ đến mức độ gió có thẻ cuồn di

-_ Mặt đất phẳng có ít thuc vật che phủ thuận lợi cho việc di chuyển của gió

-_ Diện tích đất đủ rộng và tốc độ gió đủ mạnh đẻ mang cáo hạt đất đi

Xi mòn đo nước điển ra khi có tác động của nước chảy tràn trên bề mặt dất, bao gồm các dang sau (Chỉnh et al., 2006): (1) Xói món bể mặt là đất bi mat di theo lớp không đồng đều nhau trên những vị trí khác nhau của bể mặt địa hình; (2) Xói môn khe có bể mặt dắt tạo thành những dòng xói theo các khe trên sườn dốc, nơi mà dòng, chảy được tập trưng: và (3) Xói màn rãnh do đất bị xói mòn theo cả 2 dạng trên ở mức

độ mạnh do khối lượng nước lớn, tập Irung theo các khe thoát xuống chân đốc với tốc

độ lớn, làm đất bị đào khoét sâu

Tlinh 3.1 Các loại hình xói môn đo nước (Phi, 2017)

31.1 Các nhân tổ ảnh hướng tới xôi mòn dat đo nước

Có 5 nhân tổ chính ảnh hưởng tới xôi mon dat la dia hinh, dat dai, tham thực vật, khí hậu và con người (Fangmeier et ak, 2005)

20

Hình 2.2 Các nhân tổ chính ảnh hưởng đến xoi mon đất

21.1.1 Ảnh hưởng của khí hậu

Khi hậu có thể nói là yêu tổ ảnh hưởng lớn nhất đến xói mòn đất ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, trong đó mưa lả quan trọng hơn cả Đã có nhiều công trình nghiên cứu cả trong phòng thí nghiệm và ngoài thực địa cho thấy tác động của hạt mưa lớn hơn nhiêu so với các yêu tổ khác như hiệu ứng cắt xé vả rửa xói của đỏng chảy do nước mưa vả gây nên Ngoài ra có những yếu tổ ảnh hưởng trực tiếp hay giản tiếp đến xỏi mỏn như nhiệt độ không khi, độ âm, tốc độ gió

2.1.1.2 -nh hưởng của địa hình

Địa hình ảnh hưởng trực tiếp đến xoi mon thông qua bai yêu tổ chỉnh là độ đốc

và chiều đài sườn đốc, với môi kiểu địa hình sẽ cỏ loại hình xói mòn tương ứng Nêu địa hình núi, phân cắt có đô dốc lớn thì xỏi mòn khe rãnh dạng tuyên diễn ra mạnh mẽ Còn đổi với những mặt sườn phơi và địa hình thấp, thoải thì xỏi mỏn theo điện hay xói mòn bề mặt sẽ chiếm wu thé, Với địa hình núi đá vôi thì không cỏ hai loại hình trên ma

cỏ xói mỏn ngằm, tạo các dạng hang động

Vẻ lý thuyết, những vùng núi cao cỏ độ đốc lớn được coi lả những nơi cỏ xói mỏn Những vùng đồng bằng, nơi có độ đốc không đáng kề thì được coi là vùng béi tu,

21

tức là tích tụ vật chất bị xói mòn từ những vùng cao xuống Thực tế thì sả những vùng, đồng bằng cũng có bị xói mòn nhưng lượng đất mất rất it, chủ yêu là quả trình rửa trồi

1ớp đất màu bê mặt và hậu quê là làm giảm độ phì của đất canh Lác

Tịa hình còn giản tiếp tác động đến quá trình xói mòn đất do làm thay đôi ví khí hậu trong vùng Địa hình núi cao cửng với sườn chắn gió ấm là một trong những, yếu tổ tạo nên những tâm mưa lớn

2.1.1.3 ,Ính hướng của yếu tổ đất

Những yêu tô tác dụng đến tính xới môn của đối được chia làm 2 nhóm: (1) Các tính chất vật lý của đất như cầu trúc đất, thành phân cơ giới, tốc độ thám, mật độ và (2) Hàm lượng nước trong đất ảnh hưởng đến khả năng thảm, do đỏ ảnh hướng đến lượng dòng chay trên bễ mặt gây xói mòn; và (3) Ham lượng hữu cơ trong đất ảnh thưởng đến khả năng chống xói mỏn

2.1.1.4, Ảnh hướng của thảm thực vật

Thâm phủ thực vật có tác dụng rất lớn trong việc ngăn chắn xỏi mòn nhờ:

-_ Làm giảm nầng lượng của hạt mưa trên tán lá cây và lớp lá rụng trên bể mat đất, chậm tích tụ nước làm giảm dòng cháy mặt;

- Han ché cau trắc làm di chuyên đất;

- Cải thiện tính liên kết và câu trúc của đất đo rễ cây và xác thực vật,

- _ Tăng hoạt động của vĩ sinh vật đất,

-_ Thoát hơi nước của thực vật làm giảm lượng nước trong đất, do đỏ tăng khả năng trữ nước của đất và lắm giảm dòng chảy mặt,

-_ Lềm giảm nẵng lượng của giỏ

Thám thực vật rừng nhiệt đới tự nhiên có khả nắng lưn chế xói mờn cao hơn nhiều so với rừng trằng về công năng giữ dat va gitt nude

3.1.1.5 Ảnh hưởng của con người

Trong các hoại động clit minh, con người tác động đến thể giới lự nhiên theo hai hướng tích cực và tiêu cực Cáo hoạt động này cĩ thể lá nguyên nhân trực tiếp hay gián tiếp tác động lên xĩi mịn

Về mặt tiêu cực, việc chặt phá rừng của con người đã giản tiếp đây mạnh quá

trình xĩi mịn đất Canh tác nơng nghiệp trên đất khơng khoa học, cơ giới hố, sử đụng,

phân bĩn và hồ chất khác, chăn thả gia súc trong thời gian dài cũng là những tác nhân gây xĩi mịn đất

VỀ mặt tích cực thơng cua các biển pháp canh tác hợp lý và duy trì sẵn xuất mot

cách bên vững, thám thục vật được tăng cường và củng cổ giúp hạn chế xĩi mịn Ngồi

ra, một số biện pháp cơng tri cũng cĩ tác đụng giảm mức độ xĩi mịn đãi

21.2 Mơ hình đảnh giá xơi mịn

Việc mơ hình hĩa quá trình xĩi mẻn đất đã bắt đầu từ thập niên 80 của thể kỷ trước nhằm mục đích tính tốn và dự báo xơi mĩn Đến nay, mơ hình được sử dụng, rộng rãi nhất trong dự bảo xơi mĩn đất lá phương trình mát dất tổng, quát USLE của

'Wischmeier W 1I-Smith (Ward and Trimble, 2003) Mục đích của mơ hình là tính tộn

lượng đất tốn thất trung bìnl: hàng nằm cũng như dự báo xĩi mịn dất bình quân trên

đất dốc Ngồi ra, việc sử dụng mỏ hình cũng cho phép dự bảo những thay đổi về xĩi

mịn đất do biên đối các yếu tỏ tác động cũng như đề xuất, tĩc tính hiệu quả của các

biện pháp phịng chống xĩi mịn Tiêu chuẩn quốc gia về phương pháp xác dịnh mức

độ xĩi mỏn đất do mua TCVN 5299:2009 (nghệ, 2009) đã sứ dựng phương trình

USLE voi 5 yêu tổ tự nhiên ảnh hưởng tới quá trình xĩi mịn đất la chế độ mưa, độ

đốc, chiều đãi sườn dốc, thâm phú thực vật và kết câu đất

K Hệ số biểu thị tính xói món cöa dất

L Hệsố biểu thị ảnh hưởng của chiều đải sườn đốc

§ THệ số biểu thịảnh hưởng của độ đốc

€_ Hệ số biểu thiảnh hướng của yếu tổ thực vật

P Hêsổ biểu thị các biện pháp chống xỏi mỏn

Dộ đốc quyết định thê năng của hạt đất và đòng chảy phát sinh trên bê mặt, đo

vậy đây là yêu tổ quyết định dến lượng xói mòn dat Chiểu dải và cầu trúc của sườn

dốc cũng cỏ ảnh hướng rất lớn tới quá trình xói món đất, Lượng đất bị mất ở cáo

sườn đốc phẳng sẽ lớn hơn ở các sườn đốc có đạng lỗi Các yếu tổ ảnh hưởng trong

phương trình USLE dược quy về mãnh dất don vị có diễu kiện tiểu chuẩn là độ dốc 9%, chiều đải sườn dốc 22,13m (72,6 feet) va việc trồng trọt trên sườn đốc không có biện pháp bảo vệ (C x P = 1)

Ngoài việc đánh giá hiện trạng xói mòn đất còn cần đánh giá tiêm năng xói mon, lức là dánh giá xi ruôn về rnặt tự nhiên chỉ xét dến tính nhạy cảm của các yêu tổ

tự nhiên liên quan nhự khí hậu (chế độ mua), đất, khả năng xỏi món đất, yếu tổ địa hình (độ đốc và chiều dài sườn đốc), không tính đến các yêu tổ mang tính phụ thuộc vào cơn người (như độ che phú, loại hình canh tác )

Các bước đánh giả thực trạng và tiểm năng xói mèn đất của huyện Tương Dương được tiến hành theo trình Lự sau

inh

Bude 1: Sử đụng phương trình USULE và G18 điển tà quá trình xói mòn đãi

toán lượng dất xỏi món, thành lập bản đổ xói món tiểm năng và xói mòn hiện trạng;

Bưốc 2: Căn cứ vào kết quả của mö hình tiến hành đánh giá mức độ xói mòn,

Bước 3: Từ kết quả đánh giá tiên hành xây dựng kịch ban và đề xuất giải pháp

hạn chế xói mòn,

Đề thực hiện việc phân tích xói mòn đất, xây dung bản đồ tiêm nang va ban đỏ hiện trạng xỏi mỏn cân thiết kế cơ sở dữ liêu GIS tương ứng với các thông số đầu vào của mô hình USLE Quy trình đề xuất trong việc sử dụng các chức năng phan tích thong kê không và chồng lớp của GIS sử dụng mô hình USLE trong thành lập bản đô

Hình 2.3 Ứng dụng viên thám, GIS vào mô hình USLE thành lập bản đồ xỏi mon đất

Như vậy, cần xây dựng bản đồ hệ số R, bản đỏ hệ số K và bản đỏ hệ số LS, sau

đỏ tính bản đồ xỏi mỏn tiểm năng từ các bản đồ hệ số R, bản đồ hệ số K, bản đồ hệ số

LS Cuối củng, bản đỏ xỏi mòn hiện trạng được tỉnh từ bản đô xói mon tiêm năng với

bản đề hệ số P, bản đỏ hệ số C Tất cả quy trình như trên được thực hiện trong phan mem ArcGIS 10.3

2.1.3 Quy trình thành lập bản đồ nguy cơ xói mòn

- _ Tình hình sử dụng tải nguyên đất, nước;

-_ Dặc điểm hệ thống nồng nghiệp vùng đất dốc, hiệu quá kinh tế của chủng;

-_ Phát triển tài nguyên nước của huyện,

-_ Các dự án phát triển kinh tế xã hội của huyện,

-_ Các phần mềm chuyên dung dé phan tịch xứ lý đữ liệu

Đễ thu thập các loại tải liệu, dữ liệu liên quan nêu trên, tác giả đã liên hệ và lắm

việc với cáo eơ quan, đơn vị hữu trách của huyện Tương Dương cũng như của tỉnh

Nghệ An Ngoài ra, tác giã cũng tiên lành khảo sát thực địa, quan sát, kiểm tre một số khu vực có địa hình đặc biệt vả thu thập, bổ sung, chính lý được những tải liệu sau:

26

22

221

Số liệu lượng mưa trung bình năm tai các trạm khi tượng hoặc do mưa trong, vùng nghiên cứu hoặc khu vực lân cận củng với toạ độ của các trạm để làm cơ

số xây dựng bản đồ hệ số xói môn đo mưa (R);

Tin đỗ đất của tỉnh Nghệ An tỷ lệ 1/100.000 đo Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp xây dựng năm 2004 đề làm cơ sở thành lập bản dễ hệ số ứng chịu

xói mòn của đất (K);

Mô hình số độ cao DEM được xây dựng từ bản đỗ địa hình khu vực huyện Tương Dương, Nghệ An tỷ lệ 1/50.000 năm 2003 dễ thành lập bản đỗ hệ số dộ

đốc (S) và chiều đài sườn đốc (L);

Ảnh vệ tĩnh Landsat-8 khu vực huyện Tương Dương có độ phân giải 30 m để tính chỉ số NDVI nhằm thành lập bản đỗ chỉ số xói môn của lớp phủ thực vật C,

Ban dé hién trang sử dụng dat két hop voi DIUM xây dựng bản để hệ số hiệu quả của các biện pháp chéng x6i mén P

Phương pháp tính toán các hệ số trong phương trình USLE

Hệ số R

 là hệ số xởi môn của mưa và dòng chấy (rainfall and runoff erosivity) Nó đặc

trưng cho sư tác động của mưa đến quả trình xói mòn đất, đây là thước đo sức mạnh

xôi mn của mưa và sức chây tràn trên bể mặt R không chỉ là lượng mưa má yếu tố này thể hiện qua tổng lượng mưa và cường độ mưa

Sau nhiều công trình nghiên cứu với 8.250 chỉ số thực nghiêm oủa 35 trạm thủ Wislmeier (1958) đã tìm ra tích số giữa động năng của mưa và cường độ mưa lớn nhất trong 30 phút ký hiệu là Els (Mỹ øí al, 1984) Trị số này phân ánh mỗi quan hệ giữa lượng dat mat va clế độ nưa Người ta thấy rằng giữa lượng dất mắt và lượng, mưa rơi trong những thời điểm khác nhaư thì khác nhau và phụ thuộc vảo động năng của mưa, nhất là cường độ mưa trong 30 phút Wishrmeier để xuất công thức tính hệ số R dựa vào Elạạ như sau:

trong đó: ———R là hệ số xỏi mòn của mưa và dòng chây,

E la déng năng mưa (12m),

Tạạ là lượng mua lớn nhất trong 30 phut (mm/h)

Khi trí số Elas dược tìm ra thì trị số này đã dược sử dụng rộng rãi dễ xác lập hệ

số xói mòn của mưa và đông chảy

Việc xác lập công thức để tỉnh toán cho hệ số R phụ thuộc vào từng khu vực nhật đình đo mỗi vùng đều có sự khác nhau về lượng mưa, sự phân bố, tính chất mưa Cường độ mưa cảng lớn vả thời gian mưa càng lâu, tiêm nẵng xói mỏn cảng,

cao Giá trị R thay đổi tử năm nảy qua năm khác nên việc xác định hệ số R chung là

rất khó, muắn tinh được hệ số R một cách chính xáo phải đựa vào chế độ mưa và số

liệu thống kẻ của vùng nghiên cửu cụ thể qua nhiễu năm Khi tính toán hệ số R cho các khu vực khác nhau thi ta có thể áp dụng các công tính R của các khu vực đã nghiên cửu, nhưng ta phải chọn công thúc tính hê số R phủ hợp với khu vực đó nhất Công, thức của Nguyễn Trọng Hà (1996) tính toán hệ số R theo lượng xưa trung bình hàng, năm hay được sử đựng nhất (Tà, 1996):

trong đó: —— là Hệ số xói mòn của mưa và dòng chấy:

Ð là Lượng mưra trung bình nấm

Trong luân văn, dễ thành lập bản đỏ hệ số R tác giả sử dụng số liệu quan trắc mưa của I1 trạm thuỷ văn ở Nghệ An từ năm 1956 đến 2016 (Bảng 2.2 và hình 2.5) để

nội suy bắn để phân vùng mưa

Hảng 2.2 Luong nna trung bình nhiều năm tại Nghệ An (1956-2016)

T [Quy Chau | Chau Hi - Quy Chau 1933 | 10508 | 16733

3 | Dita Tưởng Sơn - Anh Som 18959 | 10502 | 17623

4 [Nghia Khanh | Nghĩa Khánh- Nghĩa Đàn | 1936 | 105520 | 15010

28

; Tén tram Dia diém Viđộ | Kinh độ Taga oe

5 | Yan Thuong | Thanh Yên- Thanh Chương | 18°41' | 10523 | 19199

6 |ThạchGiám | ThạchGiám-Tương Dương | 1917 | 1020| 19542

7 |Đôlương |BaRa-ĐôLương 18°54 |10517| 18019

8 [NamĐàn | Thj tran Nam Dan 18°42" | 10529" | 17780

9 |CủaHội |NghìiHài-NghiLộc 184% | 10543 | 16487

10 | Cho Trang |HưngPhủ-HungNguyên | 1832 |10538| 17668

II [Gon Guéng _ | Chi Khé - Con Cuéng 19°04" | 10451" | 17058

222 HệsốK

K là hệ số thể hiện khả năng xói mỏn của đất (soil erodibility) Nói cách khác đây là một nhân tô biểu thị tỉnh dễ bị tổn thương của đất với xỏi mon vả là đại lượng,

nghịch đảo với tính kháng xỏi mỏn của đất Đất có giá trị K cảng lớn thì khả năng xói

mon càng cao K phụ thuộc vào đặc tính của đất chủ yếu là sự ôn định vẻ câu trúc đất, thành phần cơ giới đất

Đổ xác định K trong những điều kiện thổ nhưỡng khác nhau, sử dụng những kết

quả đo trực tiếp lượng đất bị xói mòn trong những điều kiện địa hình giống nhau va

trạng thái đất bỏ hóa hoàn toàn được quy về khu đất chuẩn có chiều dai 25 m và độ dốc 10% Để cách ly ảnh hưởng của mưa, lượng đất bị xói mòn được quy vẻ điều kiện

LS=C=P= 1 vả tính ửng chịu xói mỏn của đất được xác định theo:

trong đỏ Ai là lượng đất bị xỏi mòn xác định bằng thực nghiệm (tắn/ha)

Bản đồ các loại đất có ở huyện Tương Dương (Hình 2.8) được xây dựng từ bản

đồ đất của tỉnh Nghệ An (Hình 2.7) Kết quả xác định hệ số K của các loại đất có ở huyện Tương Dương, tỉnh Nghệ An được thể hiện trong Bảng 2.4

{dat don tron san phar bol tu cac!

‘at do vang wen da set

Bảng 2.4 Hệ số K của các loại đất huyện Tương Dương, Nghệ An

33