ứng dụng ảnh viễn thám và công nghệ gis đánh giá xói mòn đất huyện tam nông tỉnh phú thọ

Xác ñịnh ñược thời gian từ lúc xảy ra hiện tượng xói mòn ñến thời ñiểm nghiên cứu thì có thể tính ñược lượng mất ñất trung bình trong một ñơn vị thời gian trên một ñơn vị... theo C.Geaso

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI – 2010

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

Tôi cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc

Hà n ội, ngày 16 tháng 9năm 2010

Tác gi ả luận văn

Trịnh Quốc Thắng

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập, nghiên cứu gặp rất nhiều khó khăn, tôi ñã nhận ñược sự hỗ trợ, giúp ñỡ tận tình của các thầy, các cô, các ñơn vị, gia ñình và bạn bè ñể tôi hoàn thành bản luận văn này

Lời ñầu tiên, tôi xin ñược bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Khắc Thời, phó chủ nhiệm khoa Tài nguyên và Môi trường Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội ñã tận tình hướng dẫn, ñóng góp ý kiến quý báu, ñộng viên giúp ñỡ tôi vượt qua những khó khăn trong quá trình nghiên cứu ñể hoàn chỉnh bản luận văn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS Trần Quốc Vinh trưởng bộ môn Trắc ñịa bản ñồ và hệ thống thông tin ñịa lý, các thầy, các cô trong bộ môn Trắc ñịa bản ñồ và hệ thống thông tin ñịa lý Trường ðại học Nông Nghiệp I Hà Nội, cùng toàn thể các thầy giáo, cô giáo ñã tận tình giảng dạy, hướng dẫn, truyền ñạt những kinh nghiệm, ñóng góp cho tôi nhiều ý kiến quý báu ñể tôi hoàn thành bản luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Viện ñào tạo sau ñại học, khoa Tài nguyên và Môi trường, bộ môn Trắc ñịa bản ñồ và hệ thống thông tin ñịa lý ñã tạo mọi ñiều kiện giúp ñỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu

Và cuối cùng tôi xin ñược bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới những người thân trong gia ñình, bạn bè, ñồng nghiệp ðể có ñược kết quả ngày hôm nay, một phần do sự nỗ lực cố gắng của bản thân nhưng phần lớn là do công lao của gia ñình bố mẹ, anh chị em, bạn bè, ñồng nghiệp ñã luôn ñộng viên và tạo

ñiều kiện ñể tôi an tâm học tập và nghiên cứu

2.3 Các phương pháp chẩn đốn và xác định xĩi mịn 9

2.5 Tình hình ứng dụng của Viễn thám và GIS 342.5.1 Tình hình ứng dụng viễn thám trên thế giới 34

4.1 Các nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn ñất huyện Tam Nông 46

4.2 Thành lập bản ñồ xói mòn huyện Tam Nông tỉnh Phú Thọ 56

Bảng 5: Kết quả tính toán hệ xói mòn các loại ñất huyện Tam Nông theo toán

Bảng 6: Diện tích các cấp ñộ dốc huyện Tam Nông 61

Bảng 11: Thống kê diện tích mức ñộ xói mòn theo cấp ñộ dốc 68Bảng 12: Thống kê diện tích mức ñộ xói mòn theo loại ñất 69Bảng 13: Thống kê diện tích mức ñộ xói mòn theo ñơn vị hành chính 70Bảng 14: Kết quả so sánh giữa tính toán và ño ñếm thực tế 72

DANH MỤC HÌNH

1 Bảng tra toán ñồ hệ số K của Wischmeier và Smith 25

2 Sử dụng mô hình USLE tính toán xói mòn bằng GIS 44

10 Phần trăm diện tích xói mòn theo cấp ñộ dốc 68

13 Bố trí khu thử nghiệm tại thị trấn Hưng Hóa 71

15 ðối chứng kết quả tính toán xói mòn và ño ñếm thực tế 73

1 MỞ ðẦU

1.1 Tính cấp thiết của ñề tài

Xói mòn ñã từ lâu ñược coi là nguyên nhân gây thoái hóa tài nguyên ñất nghiêm trọng Vấn ñề bảo vệ ñất và xói mòn ñã ñược ñề cập ñến trong các công trình của các tác giả Hy Lạp và La Mã cổ ñại Trong nhiều trường hợp, các nền văn minh ñã mất ñi do ñất ñai bị khai thác cạn kiệt Vì vậy, cùng với thoái hoá ñất, xói mòn tồn tại như một vấn ñề trong suốt quá trình phát triển của toàn nhân loại Có thể nói rằng xói mòn ñất ñược coi là nguyên nhân hàng ñầu gây thoái hóa tài nguyên ñất ở vùng miền núi

Diện tích ñất ñồi núi nước ta chiếm khoảng ¾ tổng diện tích tự nhiên của cả nước với ñặc ñiểm thuận lợi là ña dạng về loại hình thổ nhưỡng, phong phú về khả năng sử dụng Tuy nhiên trở ngại lớn là chịu tác ñộng của khí hậu nhiệt ñới gió mùa, nóng ẩm mưa nhiều và ñịa hình dốc Chế ñộ mưa nhiều thúc ñẩy sự xói mòn, rửa trôi, bạc màu ñất ðịa hình bị chia cắt mạnh, ñất dốc chiếm

tỷ phần cao (ñặc biệt ở miền núi phía Bắc), khi ñất bị xói mòn thì phần lớn vật liệu không bồi lắng mà bị rửa trôi theo sông suối ñổ thẳng ra biển Thảm thực vật bị suy giảm, các hoạt ñộng canh tác của con người là những nguyên nhân chính gây ra sự xói mòn, suy thoái ñất và làm giảm năng suất cây trồng

ðứng trước những nguy cơ về thoái hóa ñất do xói mòn, ñã có nhiều công trình nghiên cứu về xói mòn nhằm ñánh giá nguyên nhân và ảnh hưởng của nó tới quá trình sản xuất nông, lâm nghiệp Các kết quả nghiên cứu cụ thể là cơ sở khoa học giúp các nhà hoạch ñịnh chính sách, các nhà Quy hoạch sử dụng ñất ñưa ra các chính sách ñất ñai phù hợp phục vụ cho việc quản lý ñất ñai ñạt hiệu quả hơn, nâng cao mức sống cho người dân ðồng thời tìm ra biện pháp giải quyết những vấn ñề bức xúc trong sử dụng ñất, nhằm mục ñích sử dụng ñất ngày càng ñem lại hiệu quả cao hơn về cả kinh tế, xã hội và môi trường

Tam Nông là huyện miền núi, toàn huyện có 3.616,05 ha ñất lâm nghiệp và 2.192,65 ha ñất trồng cây công nghiệp, cây lâu năm trên ñồi ñất dốc Do trước ñây rừng tự nhiên bị khai thác, tàn phá nhiều, việc trồng mới rừng chủ yếu là trồng bạch ñàn phục vụ cho việc cung cấp nguyên liệu cho ngành sản xuất giấy; theo báo cáo của ngành kiểm lâm thì ñộ che phủ rừng mới ñạt 25% Bên cạnh ñó việc trồng một số loại cây công nghiệp như sơn, chè, cây màu (sắn, ngô,…) trên ñất dốc cùng làm cho ñất bị xói mòn, rửa trôi nghiêm trọng Có nhiều nguyên nhân tác ñộng ñến quá trình xói mòn ñất ở Tam Nông như khí hậu, thời tiết, ñịa hình, ñịa chất, thuỷ văn, các hoạt ñộng con người Tuy nhiên các nhân tố này không diễn ra một cách ñộc lập, mà chúng hoạt ñộng trong sự tương tác lẫn nhau Do ñó, nghiên cứu bản chất quá trình này và các nhân tố có liên quan là vấn ñề cấp thiết, từ ñó tạo ra cơ sở khoa học cho việc ñịnh hướng ñúng ñắn trong công tác bảo vệ chống xói mòn ñất và công tác quy hoạch sử dụng ñất một cách tối ưu

Trong những năm qua ñã có những công trình nghiên cứu về xói mòn ñất, tuy nhiên những nghiên cứu về ứng dụng công nghệ Viễn thám và GIS vào việc ñánh giá xói mòn ñất vẫn còn ít Với mong muốn áp dụng phương pháp mới vào việc nghiên xói mòn ñất ở vùng ñồi núi Việt Nam, tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài:

“Ứng dụng ảnh Viễn thám và công nghệ GIS ñánh giá xói mòn ñất

huyện Tam Nông – tỉnh Phú Thọ”

1.2 Mục tiêu của ñề tài

- Ứng dụng công nghệ Viễn thám và GIS trong việc ñánh giá, tính toán

và xây dựng bản ñồ xói mòn

1.3 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu

- ðề tài chỉ tập trung nghiên cứu toàn bộ diện tích ñất nông nghiệp, lâm

nghiệp của huyện Tam Nông

2 TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU

2.1 Tổng quan về nghiên cứu xói mòn

2.1.1 Quan niệm về xói mòn

Xói mòn là một cụm từ latinh “erosion” thể hiện sự ăn mòn dần Theo nghĩa tiếng Việt từ Từ ñiển Bách khoa Nông nghiệp thì xói mòn ñất ñược hiểu là “quá trình các tác nhân khí hậu (mưa, gió), ñôi khi cả con người tác ñộng lên mặt ñất làm cho lớp mặt của ñất, keo mùn, những tầng ñất tơi xốp, các vụn ñất và ñá sét bị mất ñi hoặc trôi theo sườn dốc”

Viện sĩ L.I.Paraxôlôp cho rằng xói mòn ñất cần phải hiểu là “những hiện tượng phá hủy và cuốn trôi theo ñất cũng như quặng xốp bằng dòng nước

và gió thể hiện dưới nhiều hình thức và rất phổ biến”

Husdson coi xói mòn là quá trình san bằng, trong ñó các hạt ñất hay ñá cứng bị nhào lộn, rửa trôi và di chuyển dưới tác dụng của trọng lực, gió và nước là ñộng lực chính của quá trình này

Còn theo ñịnh nghĩa của Rattan Lal (1990) xói mòn là sự di chuyển dời vật lý của lớp ñất mất do nhiều tác nhân khác nhau: lực ñập của giọt nước, gió, tuyết bao gồm cả quá trình sạt lở do trọng lực

ðối với Foster (1982) quá trình xói mòn bao gồm:

- Quá trình bóc tách hạt ñất từ bề mặt lưu vực

- Quá trình vận chuyển các hạt trên bề mặt lưu vực

- Quá trình bồi lắng các hạt trong quá trình vận chuyển

Cao ðăng Dư cho rằng quá trình xói mòn, trượt lở, bồi lấp (gọi tắt là xói bồi) thực chất là quá trình phân bố lại vật chất dưới ảnh hưởng của trọng lực, xảy ra khắp nơi và bị chi phối bởi yếu tố ñịa hình

Khi nghiên cứu về tác nhân của lớp phủ thực vật thì Nguyễn Quang

Mỹ, Nguyễn Tứ Dần cho rằng, xói mòn là một quá trình ñộng lực phá hủy ñộ

màu mỡ của ñất, làm mất trạng thái cân bằng sinh thái của cả vùng bị xói mòn lẫn vùng bồi lắng vật liệu

Phân tích từ những ý kiến trên, kết hợp với việc khảo sát các tác nhân ảnh hưởng tới xói mòn Luận văn cho rằng xói mòn ñất xét về mặt vật lý chính

là quá trình tiêu hao năng lượng Năng lượng phá vỡ kết cấu của ñất và làm di chuyển hạt ñất Vì vậy xói mòn ñất là một quá trình phá hủy lớp thổ nhưỡng (bao gồm phá hủy thành phần cơ, lý, hóa, chất dinh dưỡng…của ñất) dưới tác ñộng của các nhân tố tự nhiên và nhân sinh, làm giảm ñộ phì nhiêu của ñất, gây

ra bạc màu, thoái hóa ñất, laterit hóa, trơ sỏi ñá… ảnh hưởng trực tiếp ñến sự sống và phát triển của rừng và các thảm thực vật, thảm cây trồng khác

2.1.2 Một số khái niệm về phân loại xói mòn

Căn cứ vào tác nhân gây ra xói mòn, người ta phân ra xói mòn ñất thành 5 dạng: xói mòn do nước, do gió, do trọng lực, do tuyết tan và do dòng bùn ñá

• Xói mòn do nước

Xói mòn này ñược phân thành xói mòn bề mặt và xói mòn dạng tuyến tạo thành liên rãnh xói Sự rửa trôi ñất là do mưa khi rơi xuống sinh ra mạng lưới dòng chảy ở các liên sườn nghiêng Tuy nhiên dạng dòng chảy này chỉ mang tính tạm thời Lượng dòng chảy mặt và lượng xói mòn ñược xác ñịnh bằng cách kết hợp nhiều nhân tố tự nhiên và xã hội Lượng dòng chảy mặt vừa là tác nhân gây xói mòn, vừa là ñộng lực chính của vận chuyển bùn cát trên bề mặt lưu vực và các rãnh xói Trong quá trình chuyển tải bùn cát do mưa gây xói sẽ xuất hiện quá trình sa lắng các hạt ñất khi mà lưu lượng bùn cát vượt quá sức tải của dòng nước trên bề mặt lưu vực và rãnh ðây chính là quá trình cơ bản của xói mòn bề mặt lưu vực Xói mòn dạng tuyến tạo thành rãnh xói phát sinh bởi những dòng nước tập trung vào ñịa hình võng, trũng Dòng chảy ở ñây có tốc ñộ lớn, sức tàn phá mạnh do ñó theo thời gian tạo

thành hệ thống rãnh xói

• Xói mòn do gió

Xói mòn này có thể xuất hiện ở bất cứ dạng ñịa hình nào Gió mang sản phẩm xói mòn theo những hướng khác nhau Tuy nhiên, mức ñộ phá hủy ñất phụ thuộc vào ñịa hình khu vực và loại ñất

• Xói mòn trọng lực

Xói mòn này xuất hiện do tác ñộng kết hợp giữa trọng lực của ñất ñá trên sườn dốc và dòng chảy tràn Mặc dù mang tính ñịa phương nhưng nó có thể mang ñến thảm họa khủng khiếp

• Xói mòn dòng bùn ñá

Là một loại lũ quét ñi qua các vùng ñất ñá bở rời và ñịa hình thuận lợi cho việc tập trung nước và chất rắn

• Xói mòn do tuyết tan, băng tan ở các vùng có khí hậu ôn ñới

Xói mòn mạnh hay yếu là phụ thuộc vào yếu tố cường ñộ và lượng mưa, ñộ dốc, chiều dài sườn, hướng phơi của ñịa hình, ñịa hình bề mặt, ñặc ñiểm của lớp phủ thổ nhưỡng và thảm thực vật, tình trạng sử dụng ñất, kỹ thuật trồng trọt, phương pháp tổ chức sản xuất và các yếu tố xã hội

2.2 Sơ lược lịch sử nghiên cứu xói mòn ñất

2.2.1 Nghiên cứu xói mòn ñất trên Thế giới

Nghiên cứu của N Hudson (1981) cho thấy từ thời trước Công nguyên, các nhà triết học cổ ñại Platon (427-347 trước Công nguyên) ñã nêu ra mối liên quan giữa lũ lụt và xói mòn ñất với việc tàn phá rừng; cho ñến cuối thế kỷ XIX, tình trạng chung trong lĩnh vực chống xói mòn không thay ñổi; nghiên cứu xói mòn ñất trước 80 năm (kể từ năm 1971) hầu như chưa ñược nghiên cứu

và sau 1971 thì các nghiên cứu này ñược thực hiện ngày càng nhiều ở tất cả các nước Những công trình nghiên cứu ñầu tiên về xói mòn ñất ñược nhà khoa học người ðức Volni tiến hành từ năm 1877-1895, kết quả cho thấy ñược các nhân

tố ảnh hưởng ñến sự xói mòn ñất Sau ñó, các nghiên cứu khác về xói mòn ñất ñược triển khai mạnh mẽ ở Mỹ và một số nước khác trên Thế Giới

Tại Mỹ, nhiều nghiên cứu về cơ chế xói mòn ñất ñạt ñược nhiều kết quả, tạo ra bước ngoặt về nghiên cứu xói mòn ñất Những thí nghiệm ñầu tiên nhằm xác ñịnh xói mòn ñất về mặt ñịnh lượng ñược các tổ chức Lâm nghiệp Mỹ tiến hành tại bang Iuta vào năm 1915 Ngay sau ñó, Miller ñã tiến hành những thí nghiệm ngoài thực ñịa ở bang Missuri vào năm 1917 và công bố kết quả vào năm 1923 Belnett lập một mạng lưới gồm 10 trạm thí nghiệm chống xói mòn vào các năm 1928 ñến 1933 Mười năm sau số trạm nghiên cứu ñược xây dựng lên tới 44 trạm , có chương trình nghiên cứu bằng biện pháp kỹ thuật và nghiên cứu chế ñộ dòng chảy từ các máng thu nước (Hudson,1981) [1]

Công trình nghiên cứu ñầu tiên của Volni cho thấy nguyên nhân chủ yếu của xói mòn ñất là hạt nước rơi Công trình nghiên cứu ñầu tiên theo hướng này ñã ñược Bayer, Borot, Vudbern và Musgrave thực hiện trong những năm 30 của thế kỷ 20 Những công trình nghiên cứu ñầu tiên về mưa thiên nhiên ñã ñược Laws tiến hành vào năm 1940, còn công trình nghiên cứu ñầu tiên về tác ñộng cơ học của hạt mưa vào ñất thì ñược Ellison tiến hành vào năm 1944 Mô tả các vấn ñề nêu trên, Stalling viết: "Việc phát hiện ra rằng hạt mưa là nhân tố chính của xói mòn do nước ñã kết thúc thời ñại ñấu tranh vô hiệu quả của con người chống lại xói mòn và lần ñầu tiên gieo niềm

hy vọng giải quyết ñược một cách có kết quả vấn ñề xói mòn ñất Tác ñộng của hạt mưa là một pha trong qua trình nước làm xói mòn ñất mà trước ñây không nhận ra" (Hudson 1981) [1]

Xói mòn ñất ñược nghiên cứu rộng rãi ở mọi nơi trên Thế giới Tại Châu Phi, ñến năm 1971, ñã có trên 12 nước có trạm nghiên cứu tại thực ñịa Các nhà nghiên cứu về vấn ñề này như Haillet (1929), Staplz (1923), Ủy ban hợp tác kỹ thuật Nam Sahara (CCTA), văn phòng ñất Liên Phi (BIS), Hội ñồng bảo vệ và

sử dụng đất khu vực Nam Phi (SARCCVS), UB nghiên cứu khoa học kỹ thuật thuộc tổ chức thống nhất châu Phi (OAU), Một số cơng trình nghiên cứu xĩi mịn đất đã được tiến hành ở một số quốc gia tại các châu lục khác như Srilanca, Ấn độ, Australia, Israel, Nhật Bản, (Hudson 1981) [1],[8]

Các nhà khoa học của Liên Xơ (cũ) và Bulgari cũng đã thu được nhiều kết quả nghiên cứu về xĩi mịn đất Các thành tựu đạt được cĩ ý nghĩa trên các mặt nghiên cứu lý thuyết về cơ chế tác động của các nhân tố ảnh hưởng đến xĩi mịn đất Từ đĩ đã cĩ nhiều phương pháp chẩn đốn đánh giá lượng đất bị rửa trơi, đề xuất được các biện pháp phịng chống và mức độ cần thiết phải áp dụng các biện pháp này ở từng điều kiện cụ thể Các đĩng gĩp về nghiên cứu này cĩ thể kể đến như: Sobolev (1961), Zakharov (1981), Eghiazarov (1963), Mirskhulava (1960), Biotrev (1974), Stanev (1979)

Xĩi mịn đất đã được các nhà khoa học thế kỷ 20 nghiên cứu thực nghiệm và khái quát hĩa thành cơng thức tốn học như: Phương trình xĩi mịn đất của Horton (1945), Phương trình mất đất của Musgave (1947), phương trình phá hủy kết cấu hạt mưa của Ellison (1945) [9], phương trình xĩi mịn mặt của Dragoun (1962), phương trình mất đất phổ dụng USLE của Wischmeier và Smith (1958) [26], xác định các tham số cho phương trình mất đất phổ dụng của M.Lafflen (1991) [21], mơ hình mơ phỏng quá trình bồi lắng của Fleming và Fahmy (1973), mơ hình xĩi mịn đất dốc của Foster và Meyer (1975), mơ hình mất đất do dịng chảy của Fleming và Walker [9]

Nghiên cứu xĩi mịn đất đã được phát triển mạnh mẽ trong những năm của thập kỷ 80 và 90 Sự phát triển này nhằm đáp ứng dịi hỏi cấp bách của việc bảo vệ mơi trường sống, nâng cao năng suất và thu nhập từ ngành trồng trọt Mặt khác, sự phát triển của sự nghiên cứu xĩi mịn đất cĩ được là do đã ứng dụng các phương pháp mơ hình, mơ phỏng bằng tốn học, đặc biệt cĩ sự

hỗ trợ đắc lực của cơng nghệ thơng tin

2.2.2 Nghiên cứu xói mòn ñất ở Việt Nam

Cách ñây hàng nghìn năm ñã xuất hiện xói mòn ñất do nước và tổ tiên chúng ta, người Việt cổ ñã có các biện pháp chống xói mòn ñất có hiệu quả,

ñó là xây dựng hệ thống ruộng bậc thang trên ñất dốc Tuy nhiên, lịch sử nghiên cứu ñất ñai ở Việt Nam có từ hàng trăm năm nay nhưng công tác nghiên cứu về xói mòn ñất mới có từ khoảng 4-5 thập kỷ gần ñây Theo Nguyễn Quang Mỹ (2005) [3],[6], có thể chia quá trình nghiên cứu xói mòn ñất ở Việt Nam thành 3 giai ñoạn:

a Giai ñoạn trước năm 1954

Trong giai ñoạn này, các nghiên cứu về xói mòn ñất hầu như không có công trình nào Tuy nhiên thực tế vẫn có hàng loạt các công trình chống xói mòn ñất ñược xây dựng từ kinh nghiệm sản xuất của người nông dân như dựng các công trình trên ñất dốc bằng gỗ chắn, xây dựng ruộng bậc thang của cộng ñồng dân cư dân tộc H'Mông, Dao

b Giai ñoạn từ 1954-1975

Các nghiên cứu về xói mòn ñất chủ yếu là tiến hành bằng các phương pháp ñơn giản và trực quan như ñóng cọc, dùng dây dọi hoặc mô tả

Nhìn chung, các công trình ñã giải quyết ñược nhiều vấn ñề nghiên cứu

về chống xói mòn ñất, tuy nhiên tính ñịnh lượng chưa cao

c Giai ñoạn từ sau năm 1975

Trong giai ñoạn này, một số trạm quan trắc nghiên cứu chống xói mòn ñất ñã ñược xây dựng như: trạm nghiên cứu xói mòn ñất khu vực Tây Nguyên ñặt tại tỉnh Gia Lai xây dựng năm 1976; trạm nghiên cứu xói mòn ñất tại tỉnh Thái Nguyên; trạm nghiên cứu xói mòn ñất tại Hữu Lũng, Lạng Sơn; trạm nghiên cứu xói mòn ñất Ekmat (Buôn Ma Thuột)

Các trạm quan trắc trên ñây cùng với các chương trình nghiên cứu tổng hợp Tây Nguyên I (1976 – 1980), Tây Nguyên II (1980 – 1985), các chương

trình nghiên cứu Tây Bắc đã thu thập được số liệu thực tế, mở đầu cho thời kỳ nghiên cứu xĩi mịn đất định lượng và đưa ra một số biện pháp chống xĩi mịn đất thích hợp

Các nghiên cứu về xĩi mịn vẫn là sự tiếp tục phát triển các hướng nghiên cứu truyền thống, trong đĩ phổ biến nhất là sử dụng phương trình mất đất tổng quát USLE (Wishmeier và Smith, 1978) để đánh giá lượng đất mất

Trong những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ của hệ thống thơng tin địa lý, một số nhà nghiên cứu Việt Nam cũng đã thử giải quyết bài tốn xĩi mịn bằng cách mơ hình hĩa kết hợp với phương trình mất đất tổng quát USLE ðiển hình cho các nghiên cứu này là tập thể các tác giả Trần Văn

Ý, Nguyễn Quang Mỹ và Nguyễn Văn Nhung Các tác giả đã sử dụng hệ thống thơng tin địa lý xây dựng bản đồ xĩi mịn tiềm năng Việt Nam tỷ lệ

1 : 1.000.000 và đưa ra kết luận xĩi mịn tiềm năng ở Việt Nam nhìn chung phụ thuộc nhiều vào hình thái địa hình hơn là cường độ và chế độ mưa [7] Bản đồ cĩ thể sử dụng như một cơng cụ để điều hành vĩ mơ các chương trình phát triển kinh tế xã hội Tuy nhiên kết quả nghiên cứu chưa cho chúng ta thấy tồn cảnh về xĩi mịn thực sự của khu vực ðây mới chỉ là kết quả xĩi mịn tiềm năng, trên thực tế phải nghiên cứu thêm ảnh hưởng của lớp phủ thực vật và các hoạt động sản xuất của con người tới xĩi mịn

2.3 Các phương pháp chẩn đốn và xác định xĩi mịn

Theo các nghiên cứu về xĩi mịn của các nhà khoa học thì tùy theo từng điều kiện và yêu cầu đặt ra mà cĩ các phương pháp nghiên cứu khác nhau

Cĩ 2 phương pháp cơ bản để đánh giá xác định xĩi mịn đĩ là: ðịnh lượng xĩi mịn bằng thực nghiệm và phương pháp chuẩn đốn xĩi mịn bằng

mơ hình tốn học

2.3.1 ðịnh lượng xĩi mịn bằng thực nghiệm

ðể tính tốn định lượng xĩi mịn đất các nhà khoa học đã đưa ra nhiều

phương pháp khảo sát thực ñịa Các phương pháp theo dõi thực ñịa cho phép xác ñịnh lượng mất ñất cụ thể trên một mô hình có các ñiều kiện nhất ñịnh Kết quả của các phương pháp này cho phép xác ñịnh lượng mất ñất cụ thể Hạn chế của phương pháp này là không thể dự báo ñược lượng mất cũng như xác ñịnh ñược sự cần thiết của các biện pháp phòng chống xói mòn Hạn chế này nảy sinh là do các yếu tố tác ñộng ñến xói mòn mang tính ñịnh tính và hết sức phức tạp, các yếu tố luôn thay ñổi và quan hệ chặt chẽ với nhau

+ Ph ương pháp phẫu diện

Phương pháp này do Zakharov (1981) [8] ñưa ra dựa trên cơ sở các khu vực có hình thái ñịa lý khác nhau, trong ñiều kiện không xảy ra hiện tượng xói mòn thì các tầng ñất có ñộ dày tương ñối ổn ñịnh Khi quá trình xói mòn xảy ra thì ñộ dày các tầng sẽ thay ñổi cụ thể là ñộ dày của tầng ñất mặt sẽ giảm ñi, nếu quá trình xói mòn kéo dài thì các tầng kế tiếp cũng bị xói mòn và tầng dày của các tầng ñất này cũng giảm ñi

Việc xác ñịnh mức ñộ xói mòn ñược tiến hành bằng cách so sánh các

mô hình chưa bị xói mòn với các mô hình xảy ra hiện tượng xói mòn ðể có thể so sánh và xác ñịnh ñược mức ñộ xói mòn thì các mô hình này phải có các ñiều kiện tương ñồng

Trong thực tế khi các ñiều kiện khí hậu, ñất ñai và thảm thực vật ở ñiều kiện cân bằng thì xảy ra hiện tượng xói mòn ñịa chất, nó cân bằng với quá trình thành tạo ñất, do vậy trong cùng một ñiều kiện thì ta có thể coi các tầng ñất có tầng dày ổn ñịnh Khi hoạt ñộng sản xuất nông nghiệp con người tác ñộng ñến bề mặt ñất lúc ñó xảy ra hiện tượng xói mòn gia tốc, ñộ sâu bào mòn trung bình tính ñược chính là ñộ sâu bào mòn tính từ khi có hoạt ñộng của con người nên bề mặt ñất ñến thời ñiểm nghiên cứu Xác ñịnh ñược thời gian từ lúc xảy ra hiện tượng xói mòn ñến thời ñiểm nghiên cứu thì có thể tính ñược lượng mất ñất trung bình trong một ñơn vị thời gian trên một ñơn vị

diện tích do xói mòn gây nên

Nhược ñiểm của phương pháp này là ñộ chính xác không cao, ñể xác ñịnh chính xác lượng mất ñất cần phải ñịnh vị ñược những vị trí không bị xói mòn, không bị bồi lắng và ñồng thời phải xác ñịnh ñược thời ñiểm bắt ñầu trồng trọt ðiều này trong thực tế là hết sức khó khăn ðể khắc phục nhược ñiểm này khi áp dụng ñối với khu vực có làm ñất người ta tính từ thời ñiểm làm ñất sau cùng và xác ñịnh ñộ bào mòn của tầng ñất cày

Tuy vậy phương pháp này có thể ñánh giá tổng quát về hiện tượng xói mòn trên khu vực nghiên cứu, từ ñó xác ñịnh ñược phương pháp nghiên cứu xói mòn ñất chính xác hơn

+ Ph ương pháp ñóng cọc:

Phương pháp ñóng cọc ñược sử dụng ở các vùng xa các trung tâm nghiên cứu, ñiều kiện xây dựng các trạm nghiên cứu khó khăn, việc thu thập các số liệu không thường xuyên, các cọc ñược ñóng trước mùa mưa, số lượng cọc tùy theo quy mô khu vực nghiên cứu Cọc ñược sử dụng như sau: trên chiều dài sườn dốc bố trí hệ thống cọc ở 3 vị trí ñỉnh dốc, sườn dốc và chân dốc, ñiểm ñặt cọc ở chân dốc phải ở vị trí không bị xói mòn và cũng không bị bồi tụ lắng ñọng Sau từng thời gian nhất ñịnh ño ñộ sâu bị bào mòn (so với thời ñiểm ñóng cọc) với kết quả của cọc ñóng trên ñỉnh, và ở sườn theo C.Geason và Stanev (Hồ Kiệt 2000) thì ta có thể tính ñộ sâu trung bình của quá trình bào mòn bằng cách: Gọi kết quả cọc ñóng ở ñỉnh có ñộ sâu bào mòn

là Hd và cọc ñóng ở sườn có ñộ sâu là Hs ta có công thức tính ñộ sâu trung bình: 0,5(Hs + Hd)

Hạn chế của phương pháp này là hệ thống cọc ñóng hay bị thất lạc, thời gian theo dõi kéo dài, cọc ñóng ảnh hưởng tới các tính chất vật lý của nơi ñóng cọc, bản thân cọc làm ảnh hưởng ñến dòng chảy, khi xác ñịnh ñộ sâu bào mòn chủ yếu dùng thước ño và bằng mắt thường cho nên ñộ chính xác của lượng ñất

mất ñược xác ñịnh là không cao Tuy nhiên phương pháp này vẫn dùng ở những nơi không thể áp dụng các phương pháp nghiên cứu khác

Phương pháp này có ñộ chính xác không cao nhưng dễ áp dụng không ñòi hỏi phương tiện nghiên cứu phức tạp

+ Ph ương pháp thu hứng (Fleming – 1981) [11]

Phương pháp này ñược áp dụng nhiều ở Mỹ, Châu á Ở Việt Nam nhóm các nhà nghiên cứu do Nguyễn Quang Mỹ, Quách Cao Yềm, Hoàng Xuân Cơ (ðại học Tổng Hợp Hà Nội) với công trình "Nghiên cứu xói mòn và thử nghiệm một số biện pháp chống xói mòn ñất nông nghiệp Tây Nguyên"

ñã sử dụng ñể nghiên cứu xói mòn ñất tại Tây Nguyên

Phương pháp này ñược thực hiện như sau: Trên diện tích ñất nhất ñịnh, ñược cô lập không bị ảnh hưởng của dòng chảy và vật chất xói mòn từ xung quanh, có thể dùng bờ ngăn hay rãnh ngăn, Phía cuối ô ñất ñặt bộ phận thu ñất sau khoảng thời gian nhất ñịnh thì thu lượng bồi lắng và ñem cân, qua ñó

sẽ tính toán ñược lượng ñất bị xói mòn trên một ñơn vị diện tích ðể thực hiện ñược phương pháp thu hứng này ta có thể tiến hành theo 2 cách

- Cách 2: Thu một phần đất bị xĩi mịn:

Cách này về nguyên tắc tương tự như phương pháp thu tồn bộ Tuy nhiên lượng nước (bao gồm cả đất bị xĩi mịn) được trộn đều và dẫn đến dụng

cụ chia nước thành các phần bằng nhau, sao cho đại diện cho lượng nước tồn

bộ, sau đĩ đưa vào bộ phận thu nước

Lượng nước thu được để lắng, lấy phần lắng đọng đem xác định khối lượng, từ đĩ tính tốn được tồn bộ lượng đất bị xĩi mịn trong ơ nghiên cứu

và tính được lượng đất bị xĩi mịn trên một đơn vị diện tích trong thời gian nghiên cứu

Phương pháp xác định xĩi mịn bằng cách thu đất bị rửa trơi cho kết quả chính xác, đánh giá được lượng đất mất do tất cả các dạng xĩi mịn do nước Tuy nhiên phương pháp này địi hỏi nhiều cơng đoạn phức tạp và trang thiết bị đắt tiền, do vậy phương pháp này thường sử dụng để phục vụ cho việc nghiên cứu, thiết lập các tham số hay các phương trình, mơ hình chẩn đốn xĩi mịn

+ Ph ương pháp nghiên cứu xĩi mịn bằng các nguyên tố Urani và

Thori

Bản chất của phương pháp này là nghiên cứ xĩi mịn theo quan điểm địa hĩa học, cho rằng hàm lượng Urani và Thori cũng như các nguyên tố khác đều được giải phĩng trong quá trình phá hủy xĩi mịn và sau khi so sánh hàm lượng của chúng ở những mẫu trước và sau khi bị xĩi mịn cĩ thể xác định được lượng đất mất bị xĩi mịn Nordeman (1977) đã đưa ra cơng thức tính tốc độ xĩi mịn như sau:

Q = Ee.D – Ep.P (2.1) Trong đĩ

Q: Khối lượng của mỗi nguyên tố hịa tan do tác động vào đá Ee: Hàm lượng của nguyên tố hịa tan trong sơng

Ep: Hàm lượng của nguyên tố trong nước mưa

D: Lưu lượng sơng

P: Lượng mưa hàng năm

Tuy nhiên phép tính tốc độ xĩi mịn dựa trên hàm lượng các nguyên tố vết chưa thật chính xác vì chưa tính đến sự mất cân bằng trong phĩng xạ của

U234/U238 Bởi vậy Bernatt năm 1991 đã hiệu chỉnh phương trình này bằng hiệu chỉnh hệ số hịa tan K được tính như sau:

K = (Ar – As) / (Ae – As) (2.2) Với Ar: Tỉ lệ U234/U238 trong đá

Ae: Tỉ lệ U234/U238 trong nước

Qua các nghiên cứu về xĩi mịn đất của các nhà khoa học trên thế giới nhận thấy rằng để xác định xĩi mịn đất nếu chỉ dùng các phương pháp đo thực tế thì kết quả chỉ phản ánh xĩi mịn trong từng khu vực nhỏ Việc chuẩn đốn lượng đất bị xĩi mịn cho tất cả diện tích đất đai trong khu vực là khơng thể làm được, các phương pháp đo thực tế địi hỏi phải mất rất nhiều cơng nghiên cứu, kinh phí thực hiện và thời gian thường phải kéo dài.Vì vậy trong thời gian qua các nghiên cứu về xĩi mịn đất đã được các nhà khoa học tiếp cận bằng phương pháp hồn tồn mới đĩ là chuẩn đốn xĩi mịn đất bằng các

mơ hình tốn học Các mơ hình mơ phỏng bằng tốn được trợ giúp của máy tính đã giúp các nhà khoa học cĩ thể nghiên cứu cĩ thể định lượng và dự báo chẩn đốn xĩi mịn được tốt hơn

2.3.2 Xác ựịnh xói mòn bằng mô hình toán học

Trong thập kỷ 70 của thế kỷ 20 nghiên cứu về xói mòn ựất phát triển rất mạnh Sự phát triển của việc nghiên cứu xói mòn ựất có ựược là do các nhà khoa học ựã dùng các mô hình toán học ựể mô phỏng quá trình xói mòn ựất Một số các mô hình toán ựiển hình mô phỏng quá trình xói mòn ựất trên thế giới ựược các nhà khoa học sử dụng ựó là:

2.3.2.1 Mô hình xói mòn ựất dựa trên cơ sở phương trình mất ựất phổ dụng

(Universal Soil Loss Equation ỜUSLE)

Dựa trên số liệu ựã thu thập tại trung tâm số liệu và các nghiên cứu trước ựó, Wischmeier, Smith, và những người khác ựã phát triển phương trình mất ựất phổ dụng (Universal Soil Loss Equation -USLE) Cuốn sách hướng dẫn nông nghiệp (số 537) mô tả về USLE ựã ựược xuất bản năm 1965 và ựược tái bản năm 1978 Với sự chấp nhận rộng rãi, USLE ựã trở thành một công cụ ựánh giá xói mòn mà ựược sử dụng phổ biến tại Mỹ và các nước khác trên toàn thế giới: Thái Phiên, Nguyễn Tử Siêm (1988) [4], Nguyễn Mười, Trần Văn Chắnh, đỗ Nguyên Hải, Hoàng Văn Mùa, Phạm Thanh Nga, đào Châu Thu (2000) [2]

Năm yếu tố chắnh ựược sử dụng ựể tắnh toán lượng ựất mất trên một khu vực cụ thể ựó là: mưa, ựất, thực vật, biện pháp canh tác và biện pháp bảo

vệ ựất Các giá trị xói mòn phản ánh bởi các yếu tố ựó có thể thay ựổi ựáng kể

do sự biến ựổi của các ựiều kiện thời tiết Do vậy các giá trị ựạt ựược từ USLE thể hiện chắnh xác hơn ựối với trung bình dài hạn , phương trình mất ựất phổ dụng có dạng như sau:

A =R x K x LS x C x P (2.3)

A - lượng ựất mất bình quân bị xói mòn trong năm

R - Hệ số xói mòn do mưa Yếu tố lượng mưa và dòng chảy mặt theo

vị trắ ựịa lý Cường ựộ và thời gian mưa bão càng lớn thì tiềm năng xói mòn càng cao

K - Hệ số kháng xói của ựất đó là lượng ựất mất trung bình theo ựơn

vị diện tắch cho một loại ựất cụ thể K là ựơn vị ựo ựộ nhạy của các hạt ựất tách rời và vận chuyển bởi mưa và dòng chảy mặt Kết cấu là yếu tố chắnh ảnh hưởng ựến K, chứ không phải là cấu trúc, vật chất hữu cơ và cũng như tắnh chất thấm

LS - Hệ số ựộ dài - ựộ dốc sườn Hệ số LS thể hiện tỷ số ựất mất dưới các ựiều kiện cụ thể mà tại một ựịa bàn với ựộ dốc sườn ỘchuẩnỢ (standard)

và ựộ dài sườn xác ựịnh Sườn càng dài và càng dốc, thì nguy cơ xói mòn càng cao

C - hệ số che phủ ựất Hệ số này ựược sử dụng ựể xác ựịnh ảnh hưởng tương ựối của ựộ che phủ ựất trong sự ngăn ngừa mất ựất Hệ số C là một tỷ

số so sánh lượng ựất mất từ ựồng ruộng với lượng ựất mất tương ứng của ựất

bỏ hóa cách năm Hệ số C có thể xác ựịnh bởi việc lựa chọn kiểu canh tác và phương pháp canh tác

P - Hệ số biện pháp canh tác Hệ số này phản ánh ảnh hưởng của các hoạt ựộng con người sẽ làm giảm khối lượng và tốc ựộ của nước bề mặt và do vậy làm giảm khối lượng xói mòn Hệ số P thể hiện tỷ số của lượng ựất mất ựi bởi các biện pháp canh tác

2.3.2.2 Mô hình xói mòn ựất châu âu( EUROSEM)

Mô hình xói mòn ựất Châu Âu (EUROSEM- The European Soil Erosion Model) ựược phát triển từ trường đại học Cranfield, đại học Lancaster dưới sự tài trợ của liên minh Châu Âu vào ựầu thập niên 90 [17]

Mô hình này dựa trên khái niệm về mô hình hoá các pha tách và vận chuyển của các hạt ựất, và sau ựó quá trình xói mòn dựa trên cơ sở của những giả ựịnh ựó Nó mô phỏng một hiện tượng xói mòn ựối với các lưu vực nhỏ Mô hình sử dụng các mô tả vật lý ựể mô tả quá trình xói mòn ựất và thể hiện trạng thái ựộng nhất

2.3.2.3 Mô hình WEPP: là kết quả của dự án dự báo xói mòn ñất do nước (Water Erosion Prediction Project) của Phòng nghiên cứu thí nghiệm quốc gia

về ñất của Mỹ (National (USA) Soil Erosion Research Laboratory) [16]

"WEPP là m ột quá trình, mô phỏng một cách liên tục, và là một mô

hình d ự báo xói mòn ñược sử dụng cho các máy tính cá nhân Nó có thể ứng

d ụng cho các quá trình xói mòn sườn ñồi (xói mòn dạng tấm và xói mòn rãnh),

c ũng như mô phỏng các quá trình thuỷ văn và xói mòn trên các lưu vực nhỏ"

Mô hình WEPP thể hiện một công nghệ mới về dự báo xói mòn dựa trên cơ sở khí hậu, lý thuyết thấm, thuỷ văn, cơ lý ñất, khoa học về cây trồng, thuỷ lực học và cơ học về xói mòn Mô hình có nhiều ñiểm thuận lợi Các thuận lợi nổi bật bao gồm khả năng ước lượng sự phân bố về lượng ñất mất ñi

do xói mòn theo thời gian và không gian (lượng ñất thực sự mất ñi của toàn

bộ sườn dốc hoặc ñối với mỗi ñiểm trên một tuyến sườn dốc có thể ñược ước tính theo ngày, tháng hoặc trung bình năm)

2.3.2.4 Mô hình xói mòn s ườn

Mô hình xói mòn sườn (Hillslope Erosion Model) xuất phát từ Cục nông Nghiệp – Trung tâm dịch vụ nông nghiệp, trung tâm nghiên cứu lưu vực Tây nam tại Tucson, Arizona [15]

"Các chi ều dài ñoạn sườn dốc, ñộ dốc, % thảm phủ bởi lá cây, % thảm

ph ủ bề mặt ñất, thể tích dòng chảy mặt và giá trị hệ số xói mòn ñất cho trước,

mô hình s ẽ mô phỏng quá trình xói mòn dọc theo sườn và sẽ trả lại thể tích

dòng ch ảy mặt, lượng trầm tích ñạt ñược, lượng ñất xói mòn do rãnh xói,

l ượng ñất bồi tụ rãnh xói và ñộ tập trung trung bình của trầm tích trong các

dòng ñất ñá ñối với mỗi ñoạn sườn"

Các mô hình trên ñã phần nào giải quyết bài toán tính xói mòn cho từng vùng, mỗi vùng cần lựa chọn một mô hình thích hợp Tuy nhiên các mô hình này còn có nhiều hạn chế sau:

- Không tính ñược lượng trầm tích

- Không tính ñến lượng ñất mất ñi khác mà có thể xuất hiện do rãnh xói lớn (gully erosion)

- Không ñưa ra các phương pháp tính xói mòn với những cơn mưa ngắn

và ñột xuất với cường ñộ thấp

2.3.2.5 Mô hình RUSLE

ðể tăng cường khả năng dự báo và tính toán xói mòn ñất, khắc phục các hạn chế mà mô hình USLE và một số mô hình trước ñây ñã sử dụng, các nhà nghiên cứu về xói mòn ñất tiến hành xây dựng hoàn thiện một số mô hình tính xói mòn mới có khả năng phân tích, dự báo và tính toán tốt hơn Mô hình RUSLE (Phương trình mất ñất phổ dụng biến ñổi (Revised Universal Soil Loss Equation) là một trong những mô hình như vậy RUSLE hướng tới việc cung cấp cách tính lượng mất ñất một cách chính xác nhất mà không cần quan tâm giá trị mới so sánh với giá trị cũ như thế nào

Các ưu ñiểm mà Mô hình RUSLE (Phương trình mất ñất phổ dụng biến ñổi -Revised Universal Soil Loss Equation) có ñược là:

- Phương trình mất ñất phổ dụng hiệu chỉnh (RUSLE) phân tích số liệu mới mà các mô hình trước ñây không có

- Cách tính trong phương trình RUSLE có phạm vi bao quát rộng hơn USLE và chương trình máy tính cũng dễ sử dụng hơn

Phương trình mất ñất phổ dụng biến ñổi RUSLE: Revised Universal Soil Loss Equation là kết quả nghiên cứu của phòng thí nghiệm trầm tích quốc gia thuộc Cục nông Nghiệp - Trung tâm dịch vụ nông nghiệp Mỹ (USDA-ARS) [18]

RUSLE ñược sử dụng rộng rãi ở Mỹ, trong ñó các hiệu chỉnh cẩn thận ñược tiến hành trên các loạt ñất, các pha, các biện pháp bảo tồn và quản lý ñất, và các loại hình sử dụng ñất Nó chịu tác ñộng từ những hạn chế cơ bản của mô hình số nhân, vì vậy bất cứ lỗi nào trong các thông số ước tính ñều phóng ñại lên nhiều lần trong dự báo

Phát hiện này ñã ñược Staling ñánh giá như một ñiểm mốc kết thúc thời ñại ñấu tranh ít hiệu quả của con người chống lại xói mòn và lần ñâu tiên gieo niềm hy vọng giải quyết một cách có kết quả vấn ñề xói mòn ñất

Xói mòn xét về mặt vật lý chính là một quá trình tiêu thụ năng lượng Năng lượng bị tiêu thụ trong tất cả các pha xói mòn Khi bị phá vỡ kết cấu của ñất và khi làm tung những hạt cứng của ñất Năng lượng tạo nên hiện tượng chảy xoay của dòng trên mặt, tách ra và rửa trôi những hạt ñất Khi so sánh năng lượng sinh ra của trận mưa và dòng chảy do nó sinh ra có sự khác biệt rất lớn về năng lượng Kết quả so sánh cho thấy rằng mưa có ñộng năng lớn hơn 256 lần so với dòng chảy trên mặt

Những nghiên cứu thí nghiệm trong phòng và ngoài hiện trường cho thấy rằng lực xói mòn của mưa ñược ñặc trưng bởi những tham số phức tạp rút ra từ tổ hợp những tính chất vật lý của mưa Lowe ñược biết ñến là người ñầu tiên tiến hành ño kích thước hạt mưa vào năm 1892 Bằng phương pháp phổ biến dựa theo nguyên lý diện tích hạt bị bắn tóe Hall ñã ñề xuất công thức xác ñịnh ñường kính hạt mưa

D = a Sb (2.4) Với D: ðường kính hạt mưa

S: ðường kính vết bột màu

a và b: Là các ñại lượng thay ñổi

Kích thước của hạt mưa thay ñổi trong một khoảng rộng từ 1mm ñến 7mm Theo số liệu của Ellison, Kinnell, P.C.Baruah, I.Stanev ñường kính tối

ña của hạt mưa phổ biến khoảng 5mm Blanchard ñã chứng mình bằng thì nghiệm rằng những hạt mưa có ñường kính cho ñến 4,6 mm có tính bền vững

Lawsa & Parson (1943) qua kết quả nghiên cứu của mình ñã biểu hiện mối quan hệ giữa ñường kính hạt mưa và tỷ lệ lượng mưa ñối với các trạm có cường ñộ mưa khác nhau

Những ñặc trưng vật lý của mưa tác ñộng vào quá trình xói mòn bao gồm:d lượng mưa, cường ñộ mưa, kích thước hạt mưa, tốc ñộ rơi của hạt mưa, năng lượng mưa ñã tập trung mối quan tâm nghiên cứu của nhiều chuyên gia từ nhiều quốc gia khác nhau: Makho, Smith, Litnar $ Lenard (ðức), Flner (Anh), Mihara (Nhật), Wischmeier (Mỹ), Zanchi & Toori (Ý)

Trong ñiều kiện thí nghiệm, quan hệ giữa lượng ñất bị xói mòn với một

số tính chất vật lý của mưa ñược xây dựng theo công thức Ellison :

S = V4,33 x D1,07 x I0,65 (2.5) Với S: Lượng ñất bị di chuyển do sự va ñập của các hạt mưa trong 30 phút

V: Vận tốc hạt mưa (inch/giờ) D: ðường kính hạt mưa (mm) I: Cường ñộ hạt mưa (insơ/giờ) Basal cũng ñề xuất công thức sau:

G = K.D.V1,4Với: G: Trọng lượng ñất bị di chuyển do sự va ñập của các hạt ñất

K: Hằng số cho mỗi loại ñất D: ðường kính hạt mưa (mm) V: Vận tốc hạt mưa (m/s) Những thí nghiệm trong phòng của Ellison, Bizal, Roose và nhiều tác giả khác cho thấy rằng tính xói mòn của mưa có liên quan với năng lượng Tuy nhiên cần chứng mình rằng giả thiết này ñúng trong trường hợp mất ñất trên

cánh ñồng do mưa tự nhiên gây ra Wischmeier (1958) với 8250 chỉ số thí nghiệm thu nhập từ 35 trạm nghiên cứu xói mòn ñất, cộng với sự trợ giúp của máy tính ñã tiến hành nhiều phép tính hồi quy, cuối cùng ñã phát hiện ra một thông số phức tạp bằng tích số của trận mưa Tích số này mang tính tương quan rất cao và có tên gọi là chỉ số EI30 hay chỉ số về ñộ xói mòn của mưa R Trị số của EI30 hay R ñược dùng ñể xác ñịnh yếu tố xói mòn do mưa trong phương trình mất ñất phổ dụng do Wischmeier xây dựng vào năm 1958 và phương trình ñược hoàn chỉnh năm 1978 do ñồng tác giả Wischmeier và Smith

R = EI30/100 (2.6) Với E: ðộng năng của mưa (J/m2)

I: Lượng mưa lớn nhất trong vòng 30 phút (mm/h) R: Hệ số xói mòn do mưa (KJ/m2.mm/h)

Có rất nhiều tác giả ñã ñưa ra những công thức xác ñịnh ñộng năng của mưa Schwertmannn [1]:

Ei = (11,89 + 8,73logIi)Ni (2.7) Với Ei: ðộng năng mưa của trận thứ i

Ii: Cường ñộ mưa của trận thứ i Ni: Lượng mưa của trận thứ i Hudson (1965) [19] với nguồn số liệu thực nghiệm tại Zimbabwe:

E = 29,8 – (127,5/I) (2.8) Onaga, Shira và Yoshinaga (1988) [20] thực nghiệm tại Nhật Bản:

E = 9,81 + 10,6log10I (2.9) Zanchi & Torri (1981) với nguồn số liệu thực hiện tại Ý:

E = 9,81 + 11,25logI (2.10) Một ñiều có thể nhận thấy ngay rằng với công thức tính toán trên, cần phải có số liệu chi tiết của từng trận mưa, thường là các số liệu ño mưa tự ghi Trong ñiều kiện ở Việt Nam cũng như nhiều nơi trên thế giới, các trạm ño mưa

tự ghi không nhiều, vì vậy trong nhiều trường hợp việc áp dụng công thức trên

là không thể Một hướng ñặt ra ñược nhiều nhà khoa học theo ñuổi là tìm cách chuyển phương trình về dạng sử dụng các tham số mưa dễ có như lượng mưa trung bình hàng tháng hay hàng năm với một hệ số tương quan chấp nhận ñược Các nghiên cứu thuộc loại này ñều cho thấy khả năng chuyển ñổi là có thể với hệ số tương quan thường nằm trong khoảng 0,8 ñến 0,9

A.G.Toxopeus [24] ñề nghị tính hệ số R theo lượng mưa trung bình hàng năm theo công thức:

R == 38,5 + 0,35P (2.11) Với R: Hệ số xói mòn do mưa (J/m2)

P: Lượng mưa trung bình hàng năm (mm/năm)

Ở miền Bắc Việt Nam, nghiên cứu của Nguyễn Trọng Hà cho thấy có

sự tương quan giữa phương pháp tính hệ số R theo EI30 như ñã nêu trên Sử dụng phương pháp tính dựa theo lượng mưa trung bình hàng năm của nhiều năm liên tục và phân tích tương quan, phương trình tính R theo lượng mưa hàng năm ñược Nguyễn Trọng Hà ñề nghị như sau [5]:

R = 0,548257P - 59,5 (2.12) Với R: Hệ số xói mòn mưa trung bình năm (J/m2)

P: Lượng mưa trung bình hàng năm (mm/năm)

2.4.2 Hệ số K

Theo Wischmeier thì ñại lượng K gọi là tính xói mòn của ñất hay tính

dễ bị xói mòn của ñất Tính xói mòn là ñại lượng ngược lại của sức chống xói mòn ðất có tính xói mòn cao dễ bị xói mòn hơn là ñất có tính xói mòn thấp cùng với một cường ñộ mưa như nhau

Khi các yếu tố khác như lượng mưa, ñộ dốc, chiều dài sườn và lớp phủ thực vật ñược coi là hằng số thì lượng mất ñất của xói mòn phụ thuộc vào bản chất của ñất Bằng phương pháp thực nghiệm trong ñiều kiện chuẩn (khu ñất dài 22.4m, rộng 4, ñộ dốc 90) Wischmeier ñã xác ñịnh ñược hệ số K cho 23 loại ñất từ phương trình cơ bản coi lượng ñất mất ñi là hàm số của trị số xói

- K là hệ số xói mòn của ñất, ñơn vị là tấn/Mj.h/mm

- M: trọng lượng cấp hạt (trọng lượng theo ñường kính cấp hạt) M ñược tính theo công thức:

M = (%limon + % cát mịn)x(100% - %sét) (2.14)

- a: hàm lượng chất hữu cơ trong ñất (%)

- b: hệ số phụ thuộc vào hình dạng, sắp xếp và loại kết cấu ñất

- c: hệ số phụ thuộc khả năng tiêu thấm của ñất

Phương trình trình ñã chú ý ñầy ñủ ñến hầu hết các yếu tố quyết ñịnh ñặc tính xói mòn của ñất, bao gồm thành phần hạt, kiến trúc, hàm lượng chất hữu cơ, ñộ chứa ẩm và ñộ thấm nước của các hợp thể ñất

Thành phần hạt là yếu tố ñặc trưng cho mức ñộ phân tán của ñất, tức là kích thước của hạt tạo nên ñất ñá ñó Các ñặc ñiểm hình dạng, kích thước và mối tương quan ñịnh lượng giữa các nhóm thành phần hạt quyết ñịnh ñặc tính kiến trúc của ñất Theo Morgan, vai trò kiến trúc chứng tỏ rằng các tập hợp hạt lớn chống lại sự dịch chuyển vì nó ñòi hỏi một lực tác dụng lớn hơn, còn các tập hợp hạt nhỏ thì chống lại sự tách vỡ vì lực gắn liên kết giữa chúng Các tập hợp hạt bụi và hạt cát mịn dễ bị xói mòn nhất vì ñộ dính kết nhỏ ñễ tan khi gặp nước Evan (1980) chứng minh rằng ñất có hàm lượng sét 9 – 30% hầu hết bị xói mòn

Một yếu tố cũng ảnh hưởng ñến ñặc tính của ñất là hàm lượng vật chất hữu cơ có trong tất cả các loại ñất, ñặc biệt là loại ñất sét tồn tại ở lớp than bùn mỏng hoặc dạng dễ, thân, lá cây bị mùn hóa ở mức ñộ khác nhau

Hàm lượng hữu cơ càng lớn càng làm tăng khả năng dính kết cũng như

ñộ màu của ñất, tăng khả năng thấm nước làm ñất khó bị xói mòn bởi dòng chảy mặt Khi lượng mưa vượt quá khả năng thấm nước của ñất thì mới tạo thành dòng chảy gây xói mòn bề mặt

Bởi vậy các ñặc tính thấm nước của ñất, tức khả năng cho nước thấm qua dưới tác dụng của cột nước là nhân tố cần thiết trong nghiên cứu xói mòn Mức ñộ ñồng nhất về thành phần hạt, thành phần khoáng vật, thành phần cation trao ñổi và áp lực của cột nước ñều ảnh hưởng ñến ñộ thấm nước của ñất

Những ñất có tích lũy Al, Ca và Fe cao có khả năng thấm nước cao hơn nhiều so với ñất chưa Na Trình tự thành thần cation trao ñổi theo khả năng thấm nước (Jenny)

Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > Li+

Thông thường, cát khô và sỏi thấm nước mạnh, cát vừa và mịn thấm nước trung bình, sét và sét pha thấm nước ít hoặc không thấm Dưới ñây là bảng phân loại ñất theo cấp ñộ thấm (Daniel Hillel):

Khi lượng mưa lớn tức là cột nước tác ñộng lớn thì áp lực thủy ñộng này là nguyên nhân gây mất ổn ñịnh ở mái dốc và gây xói mòn ngầm

Trong phương trình mất ñất của Wischmeier và Smith ñã ñưa ra toán

ñồ xác ñịnh hệ số xói mòn của ñất Hệ số này giao ñộng trong khoảng giá trị

từ 0.01 – 0.7

Hình 1: Bảng tra toán ñồ hệ số K của Wischmeier và Smith

2.4.3 Hệ số LS

Hệ số L và S thực ra là hệ số riêng biệt, L là hệ số chiều dài sườn và S

là hệ số ñộ dốc Hai hệ số này ñều ñặc trưng cho ảnh hưởng của hình thái ñịa hình với quá trình xói mòn và việc tính toán chúng trên GIS có nhiều ñiểm tương ñồng, vì thế chúng thường ñược gộp chung và gọi là hệ số LS

Hệ số LS thể hiện tỷ số ñất mất dưới các ñiều kiện cụ thể mà tại một ñịa bàn với ñộ dốc sườn và ñộ dài sườn xác ñịnh Sườn càng dài và càng dốc, thì nguy cơ xói mòn càng cao Wischmeier và Smith (1978) [27] ñã ñưa ra công thức tính LS như sau:

L ñược tính theo công thức:

% C¸t

L = (x/22,13)m (2.15)

Trong ñó:

L: hệ số chiều dài sườn

x: chiều dài sườn dốc (m)

m: hệ số mũ tuỳ thuộc vào ñộ ñốc

Với S là ñộ dốc của sườn, ño bằng %

Mối quan hệ giữa chiều dài sườn và lượng ñất mất ñã ñược nghiên cứu

từ lâu bằng cả phương pháp thực ñịa lẫn phương pháp thí nghiệm Nhiều nghiên cứu ñã chỉ ra rằng lượng ñất mất trên một ñơn vị diện tích tỷ lệ với chiều dài sườn là hàm mũ, nhưng các số mũ tương ñối khác nhau Ví dụ, Zing tính ñược giá trị 0,6 cho số mũ của chiều dài sườn Musgrave sử dụng giá trị 0,35 USLE xuất bản năm 1965 ñưa ra giá trị 0,6 và 0,3 cho các sườn có chiều dài lớn và ñộ dốc lớn hơn 10% và giá trị 0,5 cho các ñiều kiện khác nhau Wischmeier và Smith, năm 1978, ñã ñưa ra công thức tính LS như ở phương trình bên trên

Với hệ số S, cũng có nhiều nhà khoa học ñã nghiên cứu và ñưa ra các công thức sửa ñổi từ công thức ban ñầu McCool ñã phân tích các số liệu ño xói mòn dưới ñiều kiện mưa tự nhiên và mô phỏng ñã ñi ñến kết luận rằng có

sự khác biệt trong mối quan hệ giữa ñộ dốc và xói mòn khi ñộ dốc nhỏ hơn và

lớn hơn 5 ñộ Công thức ñược ñưa ra là:

LS = (L/22,1)0,7 (6,432sin(S0,79)cos(S) (2.21)

Trong ñó L là chiều dài sườn dốc (m); S là góc dốc (radian)

Như vậy, có thể thấy rằng các cải tiến công thức LS của Wischmeier và Smith tập trung vào sự khác biệt của hệ số này với các ñộ dốc khác nhau Hiện nay, các công thức cải tiến ñược sử dụng cho từng vùng với sự khảo sát cụ thể

Tuy công thức tính LS khá ñơn giản nhưng việc áp dụng công thức này trong hệ thống GIS là tương ñối phức tạp Hệ số LS ñặc trưng cho tác ñộng của ñịa hình tới yếu tố xói mòn, vì thế có thể ñược tính toán thông qua tin từ bản ñồ ñịa hình Từ bản ñồ ñịa hình ñược số hoá, mô hình số ñộ cao (DEM)

có thể ñược nội suy và trên cơ sở ñó, bản ñồ ñộ dốc có thể ñược tính toán Tuy nhiên, vấn ñề quan trọng nhất của việc tính toán hệ số LS trên GIS là việc phân tách các sườn từ DEM Có hai phương pháp chính ñó là:

- Phương pháp tính trên cơ sở tác ñộng giữa các vùng lân cận:

Phương pháp này trước hết sử dụng DEM ñể phân tích dòng chảy bề mặt của từng pixel, qua ñó xác ñịnh pixel ñó thuộc về sườn nào Bản chất của phương pháp này là sử dụng một ma trận trượt ñể ñánh giá hướng dòng chảy vào ra của pixel trung tâm với các pixel xung quanh dựa vào ñộ dốc và ñộ cao tương ñối của chúng Tức là tìm xem trong cửa sổ ma trận trượt, nước từ pixel trung tâm sẽ chảy về pixel nào Với mỗi pixel của DEM - ñều lần lượt trở thành pixel trung tâm, việc xác ñịnh hướng chảy của từng pixel trên ảnh ñược tiến hành ðồng thời nhận biết phần nào của toàn bộ dòng chảy ñổ về từng pixel liền kề nằm phía dưới sườn Việc nhận biết này chính là quá trình nhận biết một sườn, nơi các dòng chảy trên chúng là liên tục Có thể sử dụng phương pháp ñơn dòng chảy và phương pháp ña dòng chảy ñể nhận biêt

Phương pháp ñơn dòng chảy tính toán sườn theo một hướng, từ pixel nguồn tới pixel ñích (nghĩa là quan niệm chân sườn là một pixel ñích, một sườn lớn có thể ñược hiểu là nhiều sườn nhỏ ghép lại)

Trong khi phương pháp ña dòng chảy tính toán sườn theo nhiều pixel ñích một lúc (nghĩa là quan niệm chân sườn kéo dài theo các pixel ñích) Hai phương pháp này có thể phù hợp cho từng trường hợp cụ thể khác nhau Phương pháp sử dụng thông thường nhất là các phép so sánh giá trị ñộ cao của các pixel với các pixel lân cận nhằm tìm ra hướng dòng chảy

Bước tiếp theo trong phương pháp này ñưa vào các ñiều kiện biên (các ñiều kiện này có thể ñưa vào ñể quá trình tính toán thêm chính xác), ví dụ như những nơi mà sườn bị chặn như các con ñường, dòng suối

Một bước quan trọng nữa là nhận diện và khoanh vùng các vùng là nơi

sự lắng ñọng có thể xảy ra

- Phương pháp phân tách từng sườn:

Trong phương pháp này, ñể tính chiều dài sườn, từng sườn ñược phân

tách trên cơ sở dòng chảy theo các hướng khác nhau Phương pháp này giả thiết các sườn ñều có thể ñược coi là một trong 8 hướng

Với giả thiết ñó, các sườn ñược phân tích theo tập hợp các pixel có cùng hướng phơi Chân sườn ñược nhận diện dựa vào sự thay ñổi ñột ngột của

ñộ dốc tương ñối ví dụ như 50% là khi ñộ dốc của hai pixel liền kề chênh nhau lớn hơn 50% thì chúng ñược coi là thuộc hai sườn khác nhau, và các pixel ñó sẽ là pixel chân sườn hoặc ñỉnh sườn

Một khi ñã phân tách ñược từng sườn, chiều dài sườn ñược tính cộng dồn từ pixel ñỉnh sườn xuống pixel theo hướng sườn ñã xác ñịnh Chiều dài dườn có thể tính theo chiều nằm ngang (không tính ñến ñộ dốc) hoặc theo chiều nghiêng thực (có tính ñến ñộ dốc)

Với việc ñã xác ñịnh ñược chiều dài sườn và ñộ dốc, hệ số LS có thể ñược dễ dàng xác ñịnh theo một trong các công thức ñã ñược nêu ở phần trước Phương pháp này cũng ñòi hỏi ngoài mô hình số ñộ cao DEM còn phải

có các thông tin về các nơi lắng ñọng hay các ñiều kiện biên

Việc tính toán bản ñồ hệ số LS trong nghiên cứu này dựa vào phương pháp tính trên cơ sở tác ñộng giữa các vùng lân cận Quá trình tính toán LS ñược dựa trên công thức của Mitasova et Al 1966

Phương trình có dạng:

LS(r) =(m + 1 ) [A(r) / a0]m[sin b(r) / b0]n (2.22)

Trong ñó A[r] phần diện tích làm tăng thêm ñộ dốc trên một ñơn vị chiều rộng của ñường bình ñộ, b là ñộ dốc (ñộ), m, n là các thông số và a0 = 22.1m = 72.6 ft là chiều dài sườn, b0 = 0.09 = 9% = 5.160 là ñộ dốc bãi thử nghiệm trong phương trình USLE và giá trị n = 1.3, m = 0.6 là ñược lấy từ thực nghiệm

Về bản chất việc tính toán LS trên GIS bằng phương trình của Mitasova

et Al trước tiên phải xác ñịnh hướng dòng chảy tích luỹ (Flow Direction)

2.4.4 Hệ số C

Hệ số C ñặc trưng cho mức ñộ hạn chế xói mòn của lớp phủ thực vật

Về mặt cơ chế, lớp phủ thực vật có hai tác dụng chính là làm giảm ñộng năng của hạt mưa khi rơi xuống mặt ñất và giúp giữ hạt ñất khỏi bị các dòng chảy tràn trên mặt cuốn trôi ðể xác ñịnh hệ số C, hiện nay thường dùng hai phương pháp

- Phương pháp thứ nhất là xác ñịnh tại thực ñịa theo cách của Wischmeier và Smith với một số biến ñổi

Hệ số C theo ñịnh nghĩa của Wischmeier và Smith là: “tỷ lệ giữa lượng ñất mất trên một ñơn vị diện tích có lớp phủ thực vật và sự quản lý ñất nhất ñịnh với lượng ñất trên diện tích tương ứng khi chuyển từ ñất canh tác sang ñất trống”

Lớp phủ thực vật sẽ ảnh hưởng ñến xói mòn theo hai cách:

Dòng chảy bề mặt chảy từ những nơi có ñịa hình cao ñến nơi có ñịa hình thấp và theo 8 hướng Bắt ñầu từ giá trị ñộ cao ñịa hình dựa trên các cell lân cận rồi gán cho mỗi cell giá trị theo 8 hướng ví dụ với cell 80 nó sẽ nhận giá trị bằng 6 và cell 53 sẽ nhận giá trị bằng 7 sau

ñó tính toán ñộ dốc và chiều dài sườn bằng khoảng cách giữa các cell

+ Tán cây của lớp phủ làm giảm ñộng năng của hạt mưa rơi – một yếu

tố trực tiếp gây lên xói mòn

+ Rễ cây giúp bảo vệ ñất chống lại sự rửa xói của mưa cũng như các dòng nước mặt tạm thời

Với lý do trên lớp phủ thực vật cùng sự quản lý ñất, ñặc biệt với ñất nông nghiệp là không thể tách rời trong các nghiên cứu xói mòn Wischmeier

và nhiều tác giả khác ñều cho rằng phải nghiên cứu ảnh hưởng của lớp phủ thực vật theo từng giai ñoạn trong một năm (phụ thuộc vào giai ñoạn phát triển của cây trồng) và hệ số C sẽ ñược tính dựa trên các giai ñoạn ñó

Phương pháp này ñòi hỏi phải có ñầu tư lớn trong thời gian lâu dài nhưng ñem lại kết quả ñáng tin cậy

- Phương pháp thứ hai là sử dụng bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất hay ảnh vệ tinh ñể lấy ra các thông tin về lớp phủ thực vật sau ñó tham khảo hệ số

C của từng loại hiện trạng từ văn liệu hoặc dùng công thức tính hệ số C theo chỉ số thực vật

Thông thường, hệ số C ñược tham khảo từ tài liệu của Wischmeier và Smith năm 1978 Từng loại cây trồng nhất ñịnh lại có giá trị hệ số C thay ñổi trong khoảng rộng, vì vậy chọn giá trị hệ số C từ văn liệu cũng có ảnh hưởng ñáng kể ñến kết quả cuối cùng

Với cách tính chỉ số C dựa vào ño ñạc thực ñịa, nhiều nghiên cứu ñã tách biệt các khả năng này của lớp phủ thực vật ñể tính toán nhằm tìm ra hệ

số C Với tư duy này, hệ số C ñược chia tách thành:

CI: ñặc trưng cho tác dụng của lớp phủ làm giảm ñộng năng của hạt mưa rơi xuống ñất Rõ ràng CI phụ thuộc vào mật ñộ che phủ vòm lá và chiều cao của chúng

CII: ñặc trưng cho tác dụng giữ nước của lớp phủ với xói mòn do dòng chảy bề mặt, có liên quan ñến ñộ thấm của ñất và lớp mùn giữ nước

CIII: ñặc trưng cho tác dụng của bộ rễ ñối với quá trình thấm cũng như

khả năng kháng xĩi của đất

Ngồi việc tính tốn hệ số C dựa vào các số liệu đo đạc thực địa trên, cịn cĩ một phương pháp khác thường được dùng là thí nghiệm Các thí nghiệm theo hướng tiếp cận như Wischmeier và Smith được tiến hành để tính tốn hệ

số C cho từng loại thực vật nhất định và trong khoảng thời gian nhất định

Phương pháp này thường được áp dụng để tính tốn hệ số C cho các loại cây nơng nghiệp vì tính mùa vụ của nĩ, hệ số C khơng cố định trong suốt cả năm

Thành lập bản đồ hệ số C cĩ thể được coi là thành lập một loại bản đồ lớp phủ đặc biệt Việc thành lập bản đồ hệ số C bằng tư liệu viễn thám đã được tiếp cận bằng nhiều cách khác nhau, từ phương pháp phân loại tự động đến phân tích thành phần chính nhằm sử dụng được các hệ số về phổ

Hệ số C khơng thể được xác định trực tiếp từ ảnh, nhưng cĩ thể được xác định thơng qua bản đồ hiện trạng lớp phủ thực vật hoặc chỉ số khác biệt thực vật được thành lập từ ảnh Folly [12], khi sử dụng tư liệu viễn thám để thành lập bản đồ hệ số C đã đề xuất ý tưởng thành lập bản đồ hiện trạng lớp phủ từ ảnh viễn thám dựa trên cơ sở kết hợp giải đốn ảnh số (trên màn ảnh)

và phân loại ảnh số (giải đốn ảnh số làm trước)

Sau đĩ, hệ số C được xác định dựa theo các thư viện về hệ số C đã cĩ Tuy nhiên, cũng cĩ thể thấy rằng, các lớp hiện trạng sử dụng đất được phân loại đơi khi khơng trùng với các lớp được xây dựng hệ số C, ví dụ như lớp rừng, trong trường hợp này các tác giả sử dụng giá trị trung bình

ðể cĩ thể thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, một dẫn xuất quan trọng trong thành lập bản đồ hệ số C từ ảnh viễn thám, A.Folly đã kết hợp việc giải đốn bằng mắt thường với phân loại ảnh số, trong đĩ quá trình tái phân loại được áp dụng với việc tích hợp các thơng tin thu nhận được từ ảnh viễn thám với các thơng tin cần thiết khác, như thơng tin về nơng lịch và thơng tin về đất

Hiện nay, với hệ số C của nhiều loại cây đã được tính tốn và thực

nghiệm bởi nhiều tác giả khác nhau, một phương pháp có thể kể ñến ñể xác ñịnh hệ số này là tham khảo văn liệu của các nhà khoa học

Ở Việt Nam, cũng ñã có nhiều nhà khoa học công bố về hệ số C của một số loại lớp phủ thực vật chính Bảng tra C theo hội khoa học ñất quốc tế cũng là một tài liệu tham khảo quan trọng ñược nhiều nhà khoa học Việt Nam ñánh giá cao

2.4.5 Hệ số P

Hệ số P ñặc trưng cho mức ñộ giảm thiểu xói mòn nhờ các biện pháp canh tác Nếu canh tác từng luống ñược trồng theo hướng ñồng mức hoặc canh tác bậc thang thì sẽ giảm thiếu xói mòn so với canh tác có luống theo hướng sườn Hệ số P chỉ thể hiện rõ rệt nhất trong tính toán xói mòn ở khu vực ñất nông nghiệp

Giá trị P ñối với mỗi hoạt ñộng trợ giúp ñược xác ñịnh theo tỷ lệ ñất mất diễn ra ở ô ñất áp dụng các biện pháp trợ giúp chống xói mòn so với ô ñất không sử dụng biện pháp chống xói mòn Giá trị P cho ruộng bậc thang canh tác theo ñường ñồng mức và ñộ dốc theo hội khoa học ñất quốc tế ñược tính như bảng sau

Bảng 2: Bảng tra hệ số P theo hội khoa học ñất quốc tế