Ứng dụng gis và viễn thám trong đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện đồng hỷ, tỉnh thái nguyên

Tuy nhiên, con người lại chính là một trong những nhân tố khiến quátrình đó diễn ra nhanh và mạnh mẽ hơn.Xét về mặt tích cực, con người sử dụng đất vào mục đích sản xuất nôngnghiệp góp p

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN THÀNH LUÂN

ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG

ĐÁNH GIÁ XÓI MÒN ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Thái Nguyên - 2019

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN h t t p : / / l r c t nu.edu v n

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN THÀNH LUÂN

ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG

ĐÁNH GIÁ XÓI MÒN ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số ngành: 8 44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Hoàng Văn Hùng

Thái Nguyên - 2019

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN h t t p : / / l r c t nu.edu v n

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập củariêng tôi Các số liệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đãcông bố theo đúng quy định Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi tựtìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với thực tiễncủa Việt Nam Các kết quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiêncứu nào khác

HỌC VIÊN Nguyễn Thành Luân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN h t t p : / / l r c t nu.edu v n

LỜI CẢM ƠN

Để có thể hoàn thành đề tài luận văn thạc sĩ một cách hoàn chỉnh, bêncạnh sự nỗ lực cố gắng của bản thân còn có sự hướng dẫn nhiệt tình của quýThầy Cô, cũng như sự động viên ủng hộ của gia đình và bạn bè trong suốt thờigian học tập nghiên cứu và thực hiện luận văn thạc sĩ Xin chân thành bày tỏlòng biết ơn đến Thầy PGS.TS Hoàng Văn Hùng người đã hết lòng giúp đỡ

và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành luận văn này Xin chân thànhbày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể quý thầy cô trong khoa Tài nguyên Môitrường và Phòng đào tạo – Đào tạo sau đại học, trường Đại học Nông Lâm –Đại học Thái Nguyên đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu cũngnhư tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tậpnghiên cứu và cho đến khi thực hiện đề tài luận văn Xin chân thành bày tỏlòng biết ơn đến phòng Tài nguyên Môi trường huyện Đồng Hỷ, Ủy ban nhândân huyện Đồng Hỷ đã không ngừng hỗ trợ và tạo mọi điều kiện tốt nhất chotôi trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện luận văn Cuối cùng, tôi xinchân thành cảm ơn đến gia đình, các anh chị và các bạn đồng nghiệp đã hỗ trợcho tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tàiluận văn thạc sĩ một cách hoàn chỉnh

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019

Tác giả luận văn Nguyễn Thành Luân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN h t t p : / / l r c t nu.edu v n

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Xói mòn đất và các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất 3

1.1.1 Xói mòn đất 3

1.1.2 Các quá trình xói mòn đất 5

1.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất 6

1.2 Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới 11

1.2.1 Các nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới

12 1.2.2 Các phương pháp đánh giá xói mòn đất 15

1.2.3 Một số mô hình đánh giá xói mòn đất 17

1.3 Nghiên cứu xói mòn đất ở Việt Nam 19

1.4 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 22

1.4.1 Lịch sử phát triển của GIS 22

1.4.2 Ứng dụng GIS trực tiếp xây dựng bản đồ xói mòn 23

1.4.3 Ứng dụng GIS và mô hình hóa tính toán xói mòn đất 24

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 Đối tượng nghiên cứu 26

2.2 Phạm vi nghiên cứu 26

2.3 Nội dung nghiên cứu 26

2.4 Phương pháp nghiên cứu 26

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN h t t p : / / l r c t nu.edu v n

2.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu 26

2.4.2 Phương pháp kế thừa 27

2.4.3 Phương pháp tính toán các tham số theo phương trình của Wischmeier W.H và Smith D.D 27

2.4.4 Phương pháp chồng xếp xây dựng bản đồ xói mòn đất huyện Đồng Hỷ 35

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37

3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 37 3.1.1 Điều kiện tự nhiên của huyện Đồng Hỷ, Thái Nguyên 37

3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội của huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 44

3.2 Xây dựng bản đồ xói mòn đất huyện Đồng Hỷ giai đoạn năm 2013 và 2018 48

3.2.1 Xây dựng bản đồ hệ số xói mòn do mưa (R) 48

3.2.2 Thành lập bản đồ hệ số kháng xói của đất (K) 50

3.2.3 Thành lập bản đồ hệ số địa hình (LS) 53

3.2.4 Thành lập bản đồ hệ số lớp phủ thực vật (C) 55

3.2.5 Bản đồ hệ số canh tác (P) 56

3.2.6 Bản đồ xói mòn huyện Đồng Hỷ 58

3.3 Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu và chống xói mòn đất tại khu vực nghiên cứu 64

3.3.1 Giải pháp nông nghiệp chống xói mòn đất 64

3.3.2 Giải pháp lâm nghiệp chống xói mòn đất 65

3.3.3 Giải pháp kết hợp nông, lâm nghiệp chống xói mòn đất 66

3.3.4 Chống xói mòn bằng biện pháp công trình 67

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68

1 Kết luận 68

2 Kiến nghị 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN h t t p : / / l r c t nu.edu v n

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN h t t p : / / l r c t nu.edu v n

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Hệ số xói mòn đất của một số loại đất ở Việt Nam 30Bảng 2.2: Bảng tra hệ số P theo hội khoa học đất quốc tế 35Bảng 2.3: Phân cấp mức độ xói mòn đất theo TCVN 5299 – 1995 36Bảng 3.1: Các loại đất chính của huyện Đồng Hỷ 41Bảng 3.2: Hiện trạng sử dụng đất của huyện Đồng Hỷ năm 2017 43Bảng 3.3: Kết quả tính hệ số R cho các trạm đo mưa huyện Đồng

Hỷ 48Bảng 3.4: Hệ số kháng xói các loại đất huyện Đồng Hỷ 50Bảng 3.5: Độ dốc trên các loại đất của huyện 54Bảng 3.6: Bảng tính toán hệ số P huyện Đồng Hỷ năm 2013 và năm

2018 57Bảng 3.7: Diện tích xói mòn đất theo các cấp độ huyện Đồng Hỷ năm

2013 và năm 2018 60Bảng 3.8: Diện tích xói mòn đất huyện Đồng Hỷ năm 2018 phân theo

đơn vị hành chính 61

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN h t t p : / / l r c t nu.edu v n

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Các nhân tố chính ảnh hưởng đến xói mòn đất 6Hình 2.2 Sơ đồ các bước tính toán hệ số R trong GIS 29Hình 2.3 Sơ đồ quy trình xây dựng bản đồ hệ số LS 33Hình 3.1 Bản đồ hệ số xói mòn do mưa trên địa bàn huyện Đồng Hỷ

năm 2013 và năm 2018 49Hình 3.2 Bản đồ hệ số kháng xói đất (K) của huyện Đồng Hỷ năm 2013

và 2018 52Hình 3.3 Bản đồ mô hình số độ cao DEM huyện Đồng Hỷ 53Hình 3.4 Bản đồ độ dốc năm 2013 và năm 2018 huyện Đồng Hỷ 53Hình 3.5 Bản đồ hệ số địa hình LS huyện Đồng Hỷ năm 2013 và năm

2018 54Hình 3.6 Bản đồ chỉ số khác biệt thực vật NDVI huyện Đồng Hỷ năm

2013 và 2018 55Hình 3.7 Bản đồ hệ số lớp phủ thực vật (C) huyện Đồng Hỷ năm 2013

và năm 2018 56Hình 3.8 Bản đồ hệ số canh tác P huyện Đồng Hỷ năm 2013 và năm

2018 57Hình 3.9 Bản đồ phân cấp xói mòn đất huyện Đồng Hỷ năm 2013 58Hình 3.10 Bản đồ phân cấp xói mòn đất huyện Đồng Hỷ năm 2018 59

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN h t t p : / / l r c t nu.edu v n

bản trong nông, lâm nghiệp Bởi vậy, nếu không có đất đai thì không có bất kỳ

một ngành sản xuất nào, con người không thể tiến hành sản xuất ra của cải vậtchất để duy trì cuộc sống và duy trì nòi giống đến ngày nay Trải qua một quátrình lịch sử lâu dài con người chiếm hữu đất đai biến đất đai từ một sản vật tựnhiên thành một tài sản của cộng đồng, của một quốc gia

Đất đai là tư liệu sản xuất gắn liền với hoạt động của con người Conngười tác động vào đất đai nhằm thu được sản phẩm để phục vụ cho các nhucầu của cuộc sống Tác động này có thể trực tiếp hoặc gián tiếp và làm thayđổi tính chất của đất đai có thể chuyển đất hoang thành đất sử dụng được hoặc

là chuyển mục đích sử dụng đất

Tuy nhiên hiện nay do thực trạng sử dụng đất, do ảnh hưởng bởi các yếu

tố tự nhiên Đất đai đã và đang bị ảnh hưởng tiêu cực Trong đó hiện tượngxói mòn đất là một trong những hệ quả tiêu cực mà con người và thiên nhiêngây ra cho môi trường đất

chiếm 55,91%, đất sản xuất nông nghiệp 31,95%, đất phi nông nghiệp10,78% Là một huyện đang có nhiều chuyển dịch về cơ cấu kinh tế xã hội dođang trong quá trình tiếp nhận sự mở rộng địa bàn của thành phố Thái Nguyên.Đặt ra những vấn đề cấp thiết trong sử dụng và bảo vệ tài nguyên đất trongphát triển kinh tế xã

hội

Cho đến thời điểm hiện tại, đã có một số công trình nghiên cứu khoa học phục vụ cho phát triển kinh tế xã hội của huyện Đồng Hỷ nói riêng và tỉnhThái

Nguyên nói chung Tuy nhiên chưa có đề tài nào tiến hành đánh giá xói mònđất bằng công nghệ GIS và viễn thám chi tiết cho khu vực này.

Công nghệ GIS ngày càng nâng cao khả năng thu thập, xử lý và phântích dữ liệu thông tin địa lý Trong đó, các bài toán hỗ trợ cho đánh giá xóimòn đất như: xử lý ảnh số, mô hình hóa địa hình, chồng ghép phân tích dữliệu, v.v… được tiến hành một cách hiệu quả và khách quan Trên thế giới,việc nghiên cứu đánh giá xói mòn đất được quan tâm tại nhiều quốc gia, đặcbiệt là tại các khu vực có nguy cơ xói mòn cao Xuất phát từ những lí do trên

và được sự nhất trí của nhà trường, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Hoàng

Văn Hùng Tôi tiến hành thực hiện luận văn: “Ứng dụng GIS và viễn thám trong đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên”.

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá hiện trạng xói mòn đất huyện Đồng Hỷ dựa trên ứng dụngcông nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS)

- Đề xuất một số giải pháp chống xói mòn đất

3 Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu

- Ý nghĩa khoa học: Luận văn ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS)

và viễn thám để đánh giá và dự báo xói mòn đất qua việc phân tích khônggian và mối quan hệ của các nhân tố địa hình, thủy văn, thổ nhưỡng, thựcvật và con người tại huyện Đồng Hỷ

- Ý nghĩa thực tiễn của luận văn: Đánh giá hiện trạng xói mòn đất tạihuyện Đồng Hỷ, từ đó xây dựng bản đồ xói mòn đất khu vực nghiên cứu làm

cơ sở đề xuất một số giải pháp hạn chế xói mòn đất

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Xói mòn đất và các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất

1.1.1 Xói mòn đất

Xói mòn đất là quá trình tự nhiên làm ảnh hưởng đất tất cả các dạng địahình Trong nông nghiệp, xói mòn đất là quá trình lớp đất mặt bị mang đi nơikhác do các yếu tố vật lý như nước và gió hoặc các yếu tố liên quan đến hoạt

của con người làm gia tăng tốc độ xói mòn lên 10-40 lần Xói mòn gia tăng cóthể gây ra các vấn đề tại vị trí đó hoặc những nơi khác liên quan đến các dòngtrầm tích này Tại vị trí xói mòn như làm giảm sản lượng nông nghiệp và phá

vỡ hệ sinh thái, cả hai yếu tố này làm giảm độ phì của tầng đất mặt Trong

tích Xói mòn do gió và nước là hai yếu tố cơ bản làm giảm chất lượng đất;Nếu xét cả hai trường hợp này, chúng chiếm đến 84% sự xuống cấp của đấttrên toàn cầu, nên đây là một trong những vấn đề môi trường quan trọng nhấttoàn cầu ( h tt p : // w i ki p e d i a o r g )

dòng chảy Tác động của mưa gây ra xói mòn đối với đất gồm các tác động vađập phá vỡ, làm tách rời các hạt đất và sau đó vận chuyển các hạt đất bị pháhủy theo các dòng chảy tràn trên mặt đất Dòng chảy của nước có thể tạo racác rãnh xói, khe xói hoặc bị bóc theo từng lớp, người ta chia kiểu xói mòn donước gây ra thành các dạng:

- Xói mòn thẳng là sự xói lở đất, đá mẹ theo những dòng chảy tập trung,

ăn sâu tạo ra các rãnh xói và mương xói

- Xói mòn phẳng là sự rửa trôi đất một cách tương đối đồng đều trên bềmặt do nước chảy dàn đều, đất bị cuốn đi theo từng lớp, phiến Khi lớp đấttrên bề mặt bị xói mòn thì rất khó khôi phục và những thiệt hại của xói mòn cóthể ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức sản xuất của đất Ví dụ một phép tính đơngiản nếu đất bị xói mòn 1cm đất thì trên 1 ha đất mất đi 100m3 đất, tươngđương 150 tấn, trong đó có 6 tấn mùn và 1,5 tấn đạm Trong khi đó, ở vùngnhiệt đới có những nơi xói mòn làm mất 3cm đất mặt hàng năm Riêng vùngđồi núi hàng năm bình quân mất đi khoảng 2cm điều này làm cho đất ở đây bịthoái hóa nhanh chóng Trên những vùng đất cao, dốc, mưa lớn còn tạo nênnhững dòng chảy cực đại trên sườn dốc và ngoài việc bào mòn lớp đất mặtchúng còn có khả năng tạo ra những dòng xói hoặc rãnh xói Có rãnh sâu 5 -6m tới tận lớp đá mẹ và làm mất đi hoàn toàn khả năng sản xuất của đất đai.( ht t p : // wi ki p e di a o r g)

K

i ể u x ó i m ò n d o g i ó

Kiểu xói mòn do gió là hiện tượng xói mòn gây ra bởi sức gió Ðây làhiện tượng xói mòn có thể xảy ra ở bất kì nơi nào khi có những điều kiệnthuận lợi sau đây ( http : // wi k i p e d i a o r g):

- Ðất khô, tơi và bị tách nhỏ đến mức độ gió có thể cuốn đi

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

- Diện tích đất đủ rộng và tốc độ gió đủ mạnh để mang được các hạt đất đi

Thông thường đất cát là loại đất rất dễ bị xói mòn do gió vì sự liên kếtgiữa các hạt cát là rất nhỏ, đất lại bị khô nhanh Ảnh hưởng của xói mòn dogió

gây ra khá phức tạp, đất bị chuyển dịch đi có thể dưới các hình thức nhảy cóc,trườn trên bề mặt hoặc bay lơ lửng.

1.1.2 Các quá trình xói mòn đất

1.1.2.1 Xói lở sông suối

Xói lở sông suối là một vấn đề diễn ra tại nhiều nơi trên thế giới, ở nhữngnơi này khi có thiên tai thì hậu quả của nó sẽ gia tăng, ảnh hưởng tiêu cực đếnsinh kế của con người và các hoạt động cộng đồng khác

Theo Nguyễn Quang Mỹ (2005), quá trình xói lở sông suối được xácđịnh theo công thức về động năng của dòng chảy như sau:

F = vm 2 /2

Trong đó: F: là động năng của khối nước chảy

m: là khối lượng nước chảyv: là vận tốc dòng chảyQua công thức trên có thể nhận xét, động năng của dòng chảy tỉ lệ thuậnvới bình phương của tốc độ dòng chảy Trong quá trình xói lở, dòng chảy tạo

ra vật liệu, phù sa Tùy theo kích thước phù sa và tốc độ dòng chảy mà phù sa

có thể vận chuyển xuôi theo chiều dòng chảy Khi động năng của dòng chảykhông đủ sức mang đi từng bộ phận vật chất, phù sa sẽ lắng đọng xuống dòngsông gọi là quá trình bồi tụ

1.1.2.2 Xói mòn và rửa trôi bề mặt

Xói mòn và rửa trôi bề mặt là quá trình xói mòn do dòng chảy tạm thờitrên sườn lúc mưa hoặc tuyết tan do chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố tựnhiên, trong đó yếu tố địa hình là quan trọng nhất Bên cạnh đó, yếu tố tácđộng do con người cũng ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình này, các tác độngnày đến chủ yếu từ các hoạt động như: Khai thác tài nguyên đất thiếu hợp lý,khai thác tài nguyên rừng bừa bãi,…

1.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất

Có 5 nhân tố chính ảnh hưởng tới xói mòn đất là địa hình, đất đai, thảmthực vật, khí hậu và con người

Hình 2.1: Các nhân tố chính ảnh hưởng đến xói mòn đất

Ảnh hưởng hai chiềuẢnh hưởng tích cựcẢnh hưởng tiêu cực

1.1.3.1 Ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu đến xói mòn đất

Yếu tố khí hậu có thể nói là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến xói mòn đất.Trong các yếu tố gây xói mòn chính thì mưa là quan trọng hơn cả Đã có nhiềucông trình nghiên cứu cả trong phòng thí nghiệm và ngoài thực địa đều chothấy rằng tác động của hạt mưa lớn hơn nhiều so với các yếu tố khác như hiệuứng cắt xé và rửa xói của dòng chảy do nước mưa gây nên Ngoài ra có nhữngyếu tố ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến xói mòn như nhiệt độ không khí,

độ ẩm, tốc độ gió

a Lượng mưa: Có thể nói, một trong những nhân tố quan trọng gây ảnh

hưởng đến quá trình xói mòn đất đó chính là lượng mưa Mức độ xói mòncũng phụ thuộc rất lớn vào lượng mưa tại mỗi khu vực, tại những khu vực cólượng mưa thấp thì khả năng xói mòn là rất thấp vì lượng mưa không đủ đểtạo thành dòng chảy (vì bị mất do ngấm vào đất, bay hơi, thực vật sử dụng )

và do đó không có khả năng vận chuyển vật chất đi xa Lượng mưa trung bìnhhàng năm

thường phải lớn hơn 300 mm thì xói mòn do mưa mới xuất hiện rõ Tuy nhiên,vấn đề xói mòn do mưa còn phụ thuộc vào tỷ lệ lớp phủ trên đất có tại khuvực đó Với cùng lượng mưa 1.000mm tại các khu vực có độ che phủ rừngcao, mức độ xói mòn xảy ra thấp hơn so với khu vực đất trống, đồi núi trọc.(Nguyễn Quang Mỹ, 2005)

b Bốc hơi nước: Một phần bốc hơi trực tiếp vào khí quyển, phần khác

bốc hơi qua hoạt động của thực vật và động vật sau đó được ngấm xuống đấttheo khe nứt, thẩm thấu Lượng nước còn lại hình thành dòng chảy bề mặt Vìvậy tác động của mưa sẽ phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, địa chất, thổnhưỡng của khu vực Nhiệt độ càng cao, độ ẩm không khí thấp dẫn tới bốchơi càng mạnh, đất càng bị nén chặt, tốc độ và khả năng thấm ít thì lượng mưatạo dòng chảy bề mặt càng nhiều, Do đó ảnh hưởng của trận mưa đầu vàthời gian đầu của một trận mưa ít hơn so với những trận mưa sau và ở thờigian sau vì độ thấm của đất, và hơi ẩm của không khí đã bị thay đổi (NguyễnQuang Mỹ,

2005)

c Cường độ mưa: Quá trình hình thành dòng chảy phụ thuộc nhiều vào

cường độ của trận mưa Cường độ mưa là lượng mưa trong một thời gian nhấtđịnh trong một đơn vị tính là mm/h Lượng mưa hàng năm 250 mm tập trungchỉ trong 3 tháng có thể gây ra xói mòn nhiều hơn 2.000 mm trải ra trong 10-

12 tháng (Peace Corp Information Collection & Exchange, 2010)

Theo các kết quả nghiên cứu ở nhiều khu vực trên thế giới thì những trậnmưa có cường độ mưa trên 25 mm/h thì mới có tác dụng tạo nên dòng chảy và

từ đó mới gây xói mòn Tỷ lệ lượng mưa tạo ra trong năm được tạo ra bởi cáctrận mưa có cường độ lớn hơn 25 mm/h càng nhiều thì khả năng gây xói mòncàng lớn Nếu thời gian mưa dồn dập trong thời gian ngắn thì đó chính là tiền

đề cho sự hình thành lũ quét, trượt lở ở vùng núi ngập lụt ở hạ lưu, cùng vớiviệc gia tăng xói mòn đất (Nguyễn Quang Mỹ, 2005)

d Đặc tính của mưa: Đặc tính của mưa cũng ảnh hưởng lớn đến xói

mòn của đất Mưa rào nhiệt đới gây tác hại nhiều hơn nhiều so với mưa nhỏ ởcác vùng ôn đới Ở các vùng có khí hậu nửa khô, mưa có cường độ lớn mangtính chất mưa rào nhưng không kéo dài vẫn gây ra xói mòn nghiêm trọng Mặtkhác xói mòn cũng mạnh nếu lượng mưa chỉ đạt trung bình nhưng ở trênnhững sườn dốc thiếu lớp phủ thực vật Khi hạt mưa lớn (mưa rào thường cóđường kính hạt mưa lớn nhất là khoảng 5mm, ít khi lớn hơn vì nếu quá lớn sẽkhông bền vững và dễ bị phá vỡ thành các hạt nhỏ hơn) thì vận tốc khi chạmđất cũng tăng và do đó lực phá huỷ cấu trúc đất vẫn tăng Vận tốc cuối của hạtmưa có đường kính khoảng

5mm sẽ đạt khoảng 9m/s (Nguyễn Quang Mỹ, 2005)

e Thời gian mưa: Hay còn gọi là mức độ tập trung của những trận mưa.

Ở Việt Nam mưa tập trung trong 6 tháng chiếm 70 – 85% lượng mưa cả năm,mùa mưa bắt đầu khoảng từ tháng 5 đến tháng 10, tốc độ mưa nhanh hay chậmhơn không giống nhau ở mỗi vùng Do mưa dồn dập như vậy mà khả năngthấm xuống đất chỉ có tác dụng ở những trận mưa đầu, còn phần lớn sẽ tạothành dòng chảy bề mặt khi nước trong đất đã đạt bão hoà Chính vì vậy màlượng đất bị xói mòn chủ yếu là vào mùa mưa, nhất là những nơi đất đang thời

kỳ bỏ hoá không có sự điều tiết và cản nước của lớp phủ thực vật (NguyễnQuang Mỹ, 2005)

f Các yếu tố khác: Tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên sự xói mòn đất

như nhiệt độ không khí, sự bay hơi nước, tốc độ gió (khi mưa xuống), Những tác động này nếu so sánh với tác động do mưa gây ra thì có thể xemcác yếu tố này chỉ là yếu tố gián tiếp và mức độ ảnh hưởng là không đáng kể,trừ một số trường hợp đặc biệt như lượng mưa quá nhỏ (Nguyễn Quang Mỹ,2005)

1.1.3.2 Ảnh hưởng của địa hình đến xói mòn đất

Địa hình ảnh hưởng rất lớn lên xói mòn và với mỗi kiểu địa hình sẽ cónhững loại hình xói mòn khác nhau Nếu địa hình núi, phân cắt có độ dốc lớn

thì xói mòn khe rãnh dạng tuyến diễn ra mạnh mẽ Còn đối với những mặtsườn phơi và địa hình thấp, thoải thì xói mòn theo diện (hay xói mòn bề mặt)

sẽ chiếm ưu thế Với địa hình núi đá vôi thì không có hai loại hình trên mà cóxói mòn ngầm, tạo các dạng hang động Trên lý thuyết thì những vùng núicao, độ dốc lớn thì được coi là những nơi có xói mòn, còn những vùng đồngbằng, nơi có độ dốc không đáng kể thì được coi là vùng bồi tụ, tức là tích tụvật chất bị xói mòn từ những vùng cao xuống Thực tế thì cả những vùng đồngbằng cũng có bị xói mòn nhưng lượng đất mất rất ít, chủ 7 yếu là quá trình rửatrôi lớp đất màu bề mặt và hậu quả là làm giảm độ phì của đất canh tác

Ảnh hưởng của địa hình có thể trực tiếp hay gián tiếp đến sự xói mòn đất.Trước hết, địa hình làm thay đổi vi khí hậu trong vùng đến ảnh hưởng giántiếp đến xói mòn đất thông qua tác động của khí hậu Địa hình núi cao cùngvới sườn chắn gió ẩm là một trong những yếu tố tạo nên những tâm mưa lớn.Ảnh hưởng trực tiếp của địa hình đến xói mòn được thông qua yếu tố chính là

độ dốc và chiều dài sườn dốc

Độ dốc và chiều dài sườn dốc là các yếu tố địa hình có vai trò quan trọngtrong việc đánh giá xói mòn đất Kết hợp với các yếu tố về lượng mưa, cường

độ mưa,… độ dốc, độ dài sườn dốc càng lớn thì khả năng xói mòn càng lớn

Nó ảnh hưởng tới sự phân chia dòng nước và cường độ dòng nước chảy Xói

độ xói mòn tăng lên 4 lần hoặc hơn

Như vậy độ dốc và độ dài sườn dốc ảnh hưởng lớn đến xói mòn đất, nhất

là đối với các khu vực có điều kiện lớp đất phủ thực vật mỏng Do vậy việcquy hoạch sử dụng đất trong nông nghiệp là cần thiết để giảm khả năng xóimòn đất khi sử dụng không đúng những vùng đất dốc Theo Viện Quy hoạch

Việc đánh giá xói mòn thông qua độ dày lớp phủ thực vật là một trongnhững yếu tố không thể thiếu Tại các khu vực với các điều kiện lượng mưa,

độ dốc, loại đất,… như nhau thì khu vực nào có lớp phủ thực vật dày luôn cómức độ xói mòn thấp hơn Lớp thảm thực vật được coi như một lớp lá chắnbảo vệ đất, hạn chế sự tác động của dòng chảy lên chất lượng đất Cơ chế làmsuy giảm mức độ xói mòn đất của thảm thực vật thông qua khả năng thấmnước, giảm tốc độ gió, giảm tốc độ dòng chảy nhờ bộ rễ và thảm lá

1.1.3.4 Ảnh hưởng của loại đất đến quá trình xói mòn đất

a Thành phần cơ giới của đất: Mỗi loại đất có một đặc tính lý, hóa học

khác nhau, việc phù hợp với các loại cây trồng để tạo nên lớp phủ thực vậtcũng khác nhau Bên cạnh đó, mỗi loại đất lại có tính thấm nước, giữ nướckhác nhau do đó, có thể nói, thành phần cơ giới của đất cũng là một trongnhững yếu tố ảnh hưởng tới quá trình xói mòn đất

b Cấu trúc đất: Độ xói mòn của đất là ước tính khả năng của đất để

chống xói mòn, dựa trên các đặc tính vật lý của từng loại đất Kết cấu là đặctính chính ảnh hưởng đến sự ăn mòn, nhưng cấu trúc, chất hữu cơ và tính thấmcũng góp phần Nói chung, các loại đất có tốc độ xâm nhập nhanh hơn, hàmlượng chất hữu cơ cao hơn và cấu trúc đất được cải thiện có khả năng chốngxói mòn cao hơn Cát, đất mùn cát và đất có kết cấu mùn có xu hướng ít bị xóimòn hơn phù sa, cát rất mịn và một số loại đất có kết cấu đất sét

Mức độ xói mòn trong quá khứ cũng có ảnh hưởng đến sự xói mòn củađất Nhiều loại đất dưới bề mặt bị phơi nhiễm trên các vị trí bị xói mòn có xuhướng dễ bị xói mòn hơn so với đất ban đầu là do cấu trúc kém hơn và chấthữu cơ thấp hơn Các mức dinh dưỡng thấp hơn thường liên quan đến lớp đấtdưới đất góp phần làm giảm năng suất cây trồng và độ che phủ của cây trồngkém hơn, do đó cung cấp bảo vệ cây trồng ít hơn cho đất (Jim Ritter, 2012)

1.1.3.5 Ảnh hưởng của con người đến xói mòn đất

Trong tự nhiên, có rất nhiều yếu tố tác động chính đến quá trình xói mòncủa đất Tuy nhiên, con người lại chính là một trong những nhân tố khiến quátrình đó diễn ra nhanh và mạnh mẽ hơn.

Xét về mặt tích cực, con người sử dụng đất vào mục đích sản xuất nôngnghiệp góp phần suy giảm quá trình xói mòn đất thông qua các biện pháp canhtác hợp lý như canh tác theo đường đồng mức, bón phân hợp lý cho cây trồng,

sử dụng các hình thức sản xuất nông – lâm kết hợp,… Ngoài ra, con ngườicũng ngày càng chú trọng đến việc giảm nhẹ mức độ xói mòn đất thông quanhững nghiên cứu khoa học về đánh giá mức độ xói mòn và tìm ra giải phápkhắc phục

Song, xét về mặt tiêu cực, con người đã gây ra nhiều tác động tiêu cựcđối với môi trường nói riêng và môi trường đất nói chung như khai thác tàinguyên đất bất hợp lý, lạm dụng sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón hóa học quámức, đặc biệt là tình trạng phá rừng để mở rộng đất sản xuất nông nghiệp hayxây dựng cơ sở hạ tầng…

1.2 Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới

Đã từ lâu qua quá trình chặt phá rừng, khai thác đất trồng trọt, người ta

đã phát hiện đất đồi núi rất nhanh chóng bị suy thoái do hiện tượng đất bị xóimòn, rửa trôi Nghiên cứu của N Hudson (1981) cho thấy vấn đề bảo vệ đất

và chống xói mòn đã được các nhà triết học cổ đại đề cập đến Platon

(427-347 trước Công nguyên) đã nêu ra được mối quan liên quan giữa lũ lụt và xóimòn đất với việc tàn phá rừng Từ thế kỷ 18, các nhà khoa học bắt đầu xúctiến các công trình nghiên cứu về xói mòn và các biện pháp chống xói mònbảo vệ đất dốc Các công trình của các tác giả phải kể đến như: phương trìnhxói mòn đất của Horton (1945), phương trình mất đất của Musgave (1947),phương trình phá hủy kết cấu hạt mưa của Ellison (1945); phương trình xóimòn mặt của Dragoun (1962), Geoge Fleming (1981); phương trình mất đấtphổ dụng USLE của Wischmeier và Smith (1958); mô hình mô phỏng quátrình bồi lắng của

Fleming và Fahmy (1973), mô hình xói mòn đất dốc của Foster và Meyer(1975); phương trình mất đất của M Lafflen (1991); mô hình xói mòn đấtchâu Âu (EUROSEM); mô hình WEPP của Phòng Nghiên cứu Quốc gia vềXói mòn đất của Mỹ; mô hình SWAT của tiến sĩ Jeff Arnold ở Trung tâmPhục vụ Nghiên cứu Nông nghiệp, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ…

1.2.1 Các nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới

Trong những năm qua, ngành khoa học – công nghệ ngày một phát triểnhơn và được ứng dụng rộng rãi vào các ngành khác Trong đó ứng dụng côngnghệ GIS đối với vấn đề xói mòn đất và dự báo mức độ xói mòn đất trongtương lai tại từng khu vực đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới nghiêncứu và chứng minh

Orhan Dengiz, Tugrul Yakupoglu and Oguz Baskan, đánh giá xói mònđất bằng hệ thống thông tin địa lý (GIS) và điều khiển từ xa nghiên cứu cảmbiến (RS) từ lưu vực sông Ankara-Guvenc, Thổ Nhĩ Kỳ (Soil erosionassessment using geographical information system (GIS) and remote sensing(RS) study from Ankara-Guvenc Basin, Turkey) Theo phân loại sử dụng đất,loại đất phổ biến nhất tại khu vực lưu vực sông Ankara-Guvenc, Thổ Nhĩ Kỳ

là đất hoang (50,5%), mưa (36,4%), đất rừng tuần (3,2%), đất tưới (0,7%) vàcác vùng đất khác (đá cây trồng và hồ) (9,2%) Mỗi đặc tính đất đai cũngđược coi là một lớp chuyên đề trong quá trình hệ thống thông tin địa lý (GIS).Sau khi kết hợp các lớp, bản đồ nguy cơ xói mòn đất được tạo ra Kết quả chothấy 44,4% diện tích nghiên cứu có nguy cơ xói lở đất cao, trong khi 42%diện tích nghiên cứu là không đáng kể và hơi dễ bị xói lở Ngoài ra, nó đãđược tìm thấy rằng chỉ có

12,6% của tổng số khu vực có nguy cơ xói lở vừa phải Hơn nữa, các biệnpháp quản lý đất đai bảo tồn cũng được đề xuất cho các khu vực có nguy cơxói lở vừa phải, cao và rất cao ở lưu vực sông Ankara-Guvenc (OrhanDengiz, Tugrul Yakupogle and Oguz Baskan, 2009)

R.J.Patil, S.K.Sharma & S.Tignath, đánh giá xói mòn đất khu vực nôngnghiệp dựa trên công nghệ viễn thám và GIS (Remote Sensing and GIS basedsoil erosion assessmentfrom an agricultural watershed) Trong nghiên cứunày, lưu vực sông ShakkarRiver, lưu vực sông Narmada nằm ở các huyệnNarsinghpur và Chhindwara của Madhya Pradesh, Ấn Độ, đã được chọn.Phương trình mất đất phổ quát (USLE) được tích hợp với phương pháp RS vàGIS được sử dụng để dự đoán sự phân bố không gian của sự xói mòn đất trên

cơ sở tế bào xảy ra trong khu vực nghiên cứu Các bản đồ chuyên đề các yếu

tố USLE như hệ số lượng mưa (R), hệ số kháng xói của đất (K),topographicfactor (LS), yếu tố quản lý cây trồng / che phủ (C), và yếu tố thựchành bảo quản / hỗ trợ (P) được chuẩn bị bằng cách sử dụng dữ liệu lượngmưa hàng năm, bản đồ đất , mô hình độ cao kỹ thuật số (DEM) và chươngtrình C ++ thực thi và hình ảnh vệ tinh của khu vực tương ứng trong môitrường GIS Tốc độ xói mòn đất hàng năm được ước tính trong 10 năm (1997-2006), và trong giai đoạn này, tốc độ mất trầm tích hàng năm từ nghiên cứu đãthay đổi từ 6,45 đến 13,74 t / ha / năm với tốc độ trung bình hàng năm là10,04 t / ha /năm Tỷ lệ phần trăm giữa các giá trị mô phỏng và quan sát thayđổi từ 2,68 đến 18,73% với hệ số xác định (R2) là 0,911 (R.J Patil,S.k.Sharma & S.Tignath, 2015)

Qing-feng ZHAN, GaLiWANGab, Fa-qiWUa, đánh giá xói mòn bằngcông nghệ GIS tại lưu vực sông Nihe Gou (GIS-Based Assessment of SoilErosion at Nihe Gou Catchment) Bài báo đã thảo luận lý thuyết và phươngpháp đánh giá xói mòn đất và thiết lập một quy trình thực hiện theo các yếu tốUSLE kết hợp với các bản đồ giấy và DEM Các yếu tố của USLE - R, K, S,

L, P và C đã được điều chỉnh theo khu vực thử nghiệm, lưu vực sông NiheGou ở huyện Chunhua thuộc tỉnh Thiểm Tây, Trung Quốc Sau đó, các tham

số của USLE được đánh giá riêng lẻ và sáp nhập để tính toán lượng mất đấttrong các năm tương ứng, 1977 và 2003 Để lấy được tất cả các yếu tố cầnthiết, TIN được tạo ra từ một bản đồ đường viền giấy Hơn nữa, các bản đồgiấy chuyên

đề và dữ liệu khí hậu đã hoàn thành nguồn thông tin để thực hiện Các phươngpháp định lượng tích hợp với GIS đã được áp dụng trong quá trình này Việcxác minh kết quả được thực hiện so sánh tình hình thực tế tại khu vực thửnghiệm với các bản đồ chuyên đề Nó cho thấy các nguyên tắc và phươngpháp này là hợp lý và khả thi và có thể cung cấp cơ sở hoặc tham chiếu chocác khu vực xa hơn của Cao nguyên Loess Trung Quốc (Qing-feng ZHAN,GaliWANGab, Fa-qiWUA, 2016)

Mali Vijay Kisan, Pathak Khanindra, Tiwari Kamlesh Narayan andTripathy Swarup Kumar, đánh giá xói mòn đất và rủi ro mất đất xung quanhđỉnh đồi khu rừng Saranda, Jharkhand (Remote sensing and GIS basedassessment of soil erosion and soil loss risk around hill top surface minessituated in Saranda Forest, Jharkhand) Phân tích định lượng xói mòn đất thayđổi trong 7 năm do hoạt động khai thác ở hai ngọn đồi lân cận ở Quận West-Singhbhum, Jharkhand, được báo cáo Dữ liệu của CartoSat-1, ETMþ vàLISS- IV cung cấp các đầu vào không gian trong phương trình mất đất chung(USLE) và Morgan, Morgan và Finney (MMF), được sử dụng để dự đoán sựxói mòn đất trung bình hàng năm trong giai đoạn 2001 –2008 trong một hệthống thông tin địa lý (GIS), trong sáu lớp riêng biệt Trong phân tích so sánhcủa giai đoạn

7 năm, mô hình MMF cho thấy hệ số biến thiên thấp hơn 0,71 (2001) và 0,84(2008) trong dự đoán tổn thất đất trung bình hàng năm, tăng 16% (81,3–94,2 tha1 năm), trong khi trong trường hợp USLE, các hệ số biến thiên là 3,88(2001) và 1,94 (2008), với mức tăng 61% (48,56–78,38 t ha1) yr1) Hệ sốtương quan của các mô hình này là 0,1 (2001) và 0,36 (2008), cho thấy cả hai

mô hình dự đoán khác nhau đáng kể do các yếu tố khác nhau được xem xét.Nhìn chung, mô hình MMF dự đoán tỷ lệ xói mòn đất cao hơn nhưng ít biếnđộng hơn USLE Cả hai mô hình cho thấy tỷ lệ xói mòn đất đã tăng đáng kểbởi các hoạt động nhân loại trong khu vực, do đó cần xem xét cẩn thận.Không thể duy trì cùng một cảm biến và dữ liệu hình ảnh Sửa lỗi có thể làmgiảm xói mòn, nhưng nó

vẫn sẽ vẫn còn đáng kể cho việc lập kế hoạch trong tương lai (Mali VijayKisan, Pathak Khanindra, Tiwari Kamlesh Narayan and Tripathy SwarupKumar, 2016)

Filippo Catani, Minja Kukavicic, Caterina Paoli, sử dụng công nghệ GIS

và viễn thám đánh giá nguy cơ xói mòn đất trong cảnh quan Đảo Địa TrungHải (GIS and Remote Sensing Technologies for the Assessment of SoilErosion Hazard in the Mediterranean Island Landscapes) Nghiên cứu đượcxây dựng nhằm phát triển một phương pháp dựa trên RS và GIS để đánh giámột mô hình đa thời gian để dự đoán và quản lý mất đất ở Naxos Mô hìnhnày, một phiên bản phân phối được sửa đổi của phương trình USLE, dựa trênmột tập các biến phụ thuộc vào độ che phủ đất, đặc điểm đất, thủy văn và hìnhthái học Các kỹ thuật viễn thám và khảo sát thực địa và đo lường, áp dụngcho các giai đoạn khác nhau từ năm 1987 đến 2006, đã được sử dụng để sảnxuất đất, phủ đất, bản đồ địa hình và địa chất dựa trên GIS Dữ liệu này đãđược sử dụng để đánh giá tiềm năng mất đất thông qua ứng dụng phân tán dựatrên tế bào của phương trình USLE đã được sửa đổi bằng cách sử dụng cáccông cụ GIS Kết quả cho thấy đã có sự gia tăng đáng kể về tổn thất đất từnăm 1987 đến thời điểm gần đây và kịch bản tương lai dự đoán một sự mấtmát hoàn toàn có thể xảy ra ở đảo Naxos trong thế kỷ tiếp theo, trừ khi cácbiện pháp đối phó được thực hiện Nghiên cứu đã chứng minh rằng thực hànhbảo tồn đất đã bị suy thoái trong 30 năm qua chủ yếu do sự thay đổi sử dụngđất rộng rãi và sự bỏ hoang nông nghiệp từ các cộng đồng nông thôn đã thayđổi hoạt động chính của họ đối với phát triển và khai thác du lịch FilippoCatani, Minja Kukavicic, Caterina Paoli,

2014)

1.2.2 Các phương pháp đánh giá xói mòn đất

Việc đánh giá xói mòn đất có thể được thực hiện bằng nhiều phương phápnhư:

a) Phương pháp phân loại phân vùng lãnh thổ theo mức độ xói mòn

 Phương pháp đánh giá xói mòn dùng đồng vị 137Cs

Nguyên tắc cơ bản của phương pháp 137Cs để đánh giá xói mòn đất dựatrên đặc tính hóa học của Caesium 137Cs là môi trường do con người gây rahạt nhân phóng xạ, được phóng thích vào khí quyển bằng thử nghiệm vũ khíhạt nhân vào những năm 1950 và những năm 1960, theo đó các hạt nhânphóng xạ lan sang tầng bình lưu và dần dần xuống mặt đất Ngoài ra, các cuộcthí nghiệm tại những khu vực nhỏ hơn là tại các khu vực xảy ra các vụ tai nạnnhà máy điện hạt nhân (chẳng hạn như Chernobyl và Fukushima-Daiichi Tainạn) Khi 137C tiếp xúc với vật liệu đất, nó liên kết chắc chắn với chất keođất và thường không được chuyển giao bởi các quá trình như lọc hoặc hấp thụthực vật Nó có thể di chuyển chỉ cùng với các hạt đất và điều này có nghĩa làbất kỳ thay đổi trong 137Cs chỉ ra sự xuất hiện của các quá trình phân phối lạiđất bằng các tác nhân vật lý (ví dụ: đất xói mòn)

Để giải thích thành công phương pháp 137Cs, lựa chọn đúng vị trí thamchiếu quan trọng Việc lấy mẫu 137Cs phải bắt đầu bằng việc lấy mẫu tăngdần theo chiều sâu để xác định sự phân bố độ sâu của ô nhiễm 137Cs; lõi sốlượng lớn tiếp theo mẫu sau đó nên được thu thập sau khi thiết kế lưới hoặcnhiều mặt

mô tả các

bước trên, bao gồm giải thích dữ liệu Nó cũng mô tả việc sử dụng 137Cs kếthợp với mô hình xói mòn Dữ liệu xói mòn có nguồn gốc 137Cs rất tiềm năngnhư một công cụ để xác nhận các mô hình xói mòn (FAO, 2017)

b) Phương pháp mô hình hóa

Trong những thập niên gần đây phương pháp mô hình hóa được ứngdụng nhiều cho việc đánh giá xói mòn đất Các mô hình có thể là mô hìnhkinh nghiệm hay lý thuyết Thông qua mô hình ta có thể diễn tả quá trình xóimòn đất, tính toán, dự báo lượng đất xói mòn Từ đó đánh giá được tiềm năng

và thực trạng xói mòn Phương pháp này đã phần nào lượng hóa được vai tròcủa các yếu tố ảnh hưởng đến xói mòn Ưu điểm lớn nhất của phương phápnày đó là cho phép ứng dụng công nghệ thông tin vào quá trình tính toán, đánhgiá xói mòn dựa vào các cơ sở dữ liệu sẵn có

1.2.3 Một số mô hình đánh giá xói mòn đất

* Mô hình USLE

Mô hình USLE là mô hình được sử dụng rộng rãi trong việc tính toán xóimòn cho đất trồng trên sườn dốc Được xây dựng và hoàn thiện bởi đồng tácgiả Wischmeier và Smith vào năm 1978 Hiện nay, người ta đã sử dụng môhình USLE để tính toán, dự báo lượng đất mất đi do xói mòn Trong mô hìnhlượng đất xói mòn hàng năm được tính toán dựa trên cơ sở đánh giá sự ảnhhưởng của các yếu tố: mưa, khả năng kháng xói mòn của đất, chiều dài sườndốc và độ dốc sườn cũng như thông số về lớp phủ thực vật (giai đoạn pháttriển cây trồng, loại cây trồng, độ phủ thực vật) và phương pháp canh tác đất.Việc xác lập, định lượng các yếu tố xói mòn trong mô hình hết sức quantrọng, bởi qua các yếu tố này mô hình sẽ ước lượng được tiềm năng và hiệntrạng xói mòn Nếu một trong các yếu tố của mô hình thay đổi thì sẽ làm thayđổi kết quả của mô hình Đây là một mô hình đơn giản, kết quả khá chính xác,

đã được sử dụng rộng rãi

Mô hình USLE được thể hiện thông qua phương trình:

A = R * K * LS * C * P

Trong đó: A: Lượng mất đất trung bình trên một đơn vị diện tích trong năm Trong phương trình đơn vị A phụ thuộc xác định đơn vị biểu diễn

K, R Trên thực tế tính toán đơn vị A (tấn/ha năm)

R: Hệ số mưa/chảy tràn, là hệ số đánh giá năng lượng mưa và dòng chảytràn (MJ mm h-1 ha-1 y -1)

K: Hệ số kháng xói của đất (tấn ha h ha-1 MJ-1 mm -1)

LS: Hệ số chiều dài sườn và độ dốc, là tỉ lệ mất đất của sườn và độ dốcthực 5tế so với sườn dài 22,1m (72,6 feet) và nghiêng đều với độ dốc 9%.C: Hệ số lớp phủ bề mặt đất

P: Hệ số canh tác hay hệ số cách làm đất

* Mô hình WEPP

Mô hình WEPP (Water Erosion Prediction Project) là mô hình tính toánxói mòn dựa trên quá trình vật lý Mô hình này có thể tính toán xói mòn vàtrầm tích (Dejong S.M, 1994) Công thức:

Hoa Kỳ vào đầu những năm 1990 với mục đích dự báo những ảnh hưởng củathực hành quản lý sử dụng đất đến nước, sự bồi lắng và lượng hóa chất sinh ra

từ hoạt động nông nghiệp trên những lưu vực rộng lớn và phức tạp trongkhoảng thời gian dài Một trong những mô-đun chính của mô hình này là môphỏng dòng chảy từ mưa và các đặc trưng vật lý trên lưu vực

Mô hình SWAT được xây dựng để đánh giá tác động của việc sử dụngđất, của xói mòn và việc sử dụng hoá chất trong nông nghiệp trên một hệthống lưu vực sông Mô hình được xây dựng dựa trên cơ sở về mặt vật lý, bêncạnh đó kết hợp các phương trình hồi quy mô tả mối quan hệ giữa những biếnđầu vào và đầu ra, mô hình yêu cầu thông tin về thời tiết, thuộc tính của đất,tài liệu địa hình, thảm phủ, và việc sử dụng đất trên lưu vực

Mô hình SWAT sử dụng các dữ liệu đầu vào cho mô hình gồm số liệukhông gian là các bản đồ (bản đồ mô số độ cao (DEM), bản đồ mạng lướisông suối và lưới trạm đo khí tượng thuỷ văn…) và số liệu thuộc tính (vị tríđịa lý các trạm đo trên lưu vực; số liệu khí tượng bao gồm nhiệt độ không khí,tốc độ gió, bức xạ, độ ẩm tương đối, độ ẩm tuyệt đối; số liệu thuỷ văn baogồm lượng mưa trung bình ngày, lưu lượng trung bình ngày…) để tính toáncác thông số đánh giá việc sử dụng nước đối với các lưu vực sông

1.3 Nghiên cứu xói mòn đất ở Việt Nam

Các nghiên cứu về xói mòn đất ở nước ta bắt đầu vào những năm 1960,thời kỳ miền Bắc xây dựng xã hội chủ nghĩa Từ năm 1963, nghiên cứu xóimòn khu vực đã được tiến hành, một số nhà khoa học đứng đầu là giáo sư TônGia Huyên đã công bố các nghiên cứu về xói mòn đất ở Tây Bắc Nhìn chung,các công trình đã giải quyết được nhiều vấn đề nghiên cứu về xói mòn đất, cácbiện pháp chống xói mòn đất tuy nhiên tính định lượng chưa cao Giai đoạn từsau năm 1975, hàng loạt các công trình nghiên cứu về xói mòn đất được công

bố về các nhân tố hoạt động của xói mòn đất, phân vùng xói mòn đất, phươngpháp phòng chống xói mòn đất, nghiên cứu xói mòn đất bằng các mô hìnhtoán

học Từ sau năm 1990 các nghiên cứu về xói mòn đất dần chuyển sang sửdụng phương pháp GIS Đây là một hướng đi đúng của các nhà khoa học ởViệt Nam vì phương pháp này giảm được chi phí, hiệu quả hơn Việc ứngdụng GIS phục vụ theo dõi, quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môitrường đã được một số nước trên thế giới ứng dụng từ những năm 1970 Tuynhiên, ở Việt Nam do thiếu kinh phí, các trang thiết bị thu phát vệ tinh nênGIS chỉ mới được đưa vào ứng dụng trong thập kỷ vừa qua Các nghiên cứuứng dụng của RS và GIS tập trung chủ yếu vào các lĩnh vực như: Y tế, khítượng thuỷ văn, dự báo thời tiết; địa chất, thăm dò tài nguyên khoáng sản; đođạc bản đồ, hiệu chỉnh, cập nhật bản đồ, lập cơ sở dữ liệu mới; kiểm kê đấtđai, xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất; theo dõi, giám sát môi trườngnhư dầu tràn, lũ lụt, cháy rừng, xói mòn đất; theo dõi mùa màng, giám sát tàinguyên rừng toàn quốc; xác định mức độ bị ảnh hưởng của khu vực bị tàn phá

do thiên tai hoặc các hoạt động của con người, quản lý đất đai, quản lý tàinguyên và môi trường

Một số ứng dụng hệ thống thông tin địa lý GIS trong nghiên cứu xói mòn

đất có thể kể đến như:

Trần Quốc Vinh và các cộng sự (2011) đã ứng dụng viễn thám và hệthống thông tin địa lý đánh giá xói mòn đất gò đồi huyện Tam Nông, tỉnh PhúThọ, theo đó, đã xác định được 42% diện tích đất đồi gò ở huyện Tam Nông

có mức độ xói mòn mạnh và rất mạnh, 36% diện tích đất đồi gò không bị xóimòn Mức độ xói mòn rất mạnh tập trung chủ yếu ở 3 xã: Tề Lễ, Thọ văn, DịNậu (chiếm 74% diện tích đất đồi gò của huyện) Kết quả tính toán xói mòntheo mô hình RUSLE cao hơn so với số liệu đo xói mòn thực nghiệm, tuynhiên đều cùng cấp độ xói mòn Vì vậy, có thể mô hình hóa xói mòn đất ởhuyện Tam Nông bằng phương trình mất đất phổ dụng biến đổi RUSLE theophương pháp RS và GIS Mô hình hóa cho ta một bức tranh định lượng xóimòn đất của một khu vực một cách nhanh chóng (Trần Quốc Vinh, ĐặngHùng Võ, Đào Châu Thu, 2011)

Trương Đình Trọng và các cộng sự (2012), đã ứng dụng mô hìnhRMMF và hệ thống thông tin địa lý GIS để đánh giá mức độ xói mòn đất tạihuyện Đakrông Kết quả nghiên cứu cho thấy diện tích các cấp xói mòn có sựphân hóa rất lớn với 5 cấp độ xói mòn (Cấp yếu 47,28%, cấp trung bình5,43%, cấp mạnh 5,88%, cấp rất mạnh 9,10%, cấp nguy hiểm 35,96%) Mức

độ xói mòn yếu và nguy hiểm chiếm phần lớn diện tích tự nhiên, cấp xói mòntrung bình và các cấp xói mòn mạnh chỉ chiếm một phần nhỏ diện tích bề mặtlãnh thổ Phần lớn diện tích có lượng đất xói mòn lớn đều tập trung ở diện tíchcây hàng năm, nương rẫy và cây bụi thứ sinh Điều đó cho thấy, hoạt độngnhân tác đóng vai trò rất lớn trong việc thúc đẩy khả năng xói mòn ở lãnh thổnghiên cứu (Trương Đình Trọng, Nguyễn Quang Việt, Đỗ Thị Việt Hương,2012)

Nguyễn Mạnh Hà và các cộng sự (2013), đã ứng dụng phương trình mấtđất phổ dụng (USLE) và hệ thống thông tin địa lý (GIS) để đánh giá xói mòntiềm năng đất Tây Nguyên và đề xuất giảm thiểu xói mòn Kết quả của nghiêncứu cho thấy xói mòn ở Tây Nguyên chịu sự chi phối chủ yếu của độ dốcchiều dài sườn và lượng mưa trong khi yếu tố thổ nhưỡng không ảnh hưởngmạnh đến sự mất đất Kết quả nghiên cứu cho thấy xói mòn tiềm năng TâyNguyên có thể được chia thành 5 cấp Tiềm năng xói mòn cấp I (0-100tấn/ha/năm) chiếm tỷ lệ lớn nhất 79,10% DTTN toàn vùng, tiềm năng xói mòncấp II (100-

500 tấn/ha/năm) chiếm khoảng 16,57% DTTN, tiềm năng xói mòn mạnh đếnnguy hiểm (cấp III,IV,V) chỉ chiếm 4,31% DTTN Giải pháp được đưa ra đó

là làm giảm ảnh hưởng của yếu tố mưa và địa hình tới quá trình xói mòn đấtthông qua việc tăng cường vai trò của lớp phủ thực vật và phương thức canhtác Lựa chọn các mô hình canh tác phù hợp với điều kiện thực tế của vùng.(Nguyễn Mạnh Hà, Nguyễn Văn Dũng, Hoàng Huyền Ngọc, 2013)

Phạm Hùng và các cộng sự (2017), đã tiến hành nghiên cứu xói mòn đấttại khu vực sông Đa Dâng, tỉnh Lâm Đồng bằng phương trình mất đất phổdụng cải tiến (RUSLE - Revised Universal Soil Loss Equation) kết hợp côngnghệ Viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) Kết quả nghiên cứu chothấy việc

định lượng xói mòn đất theo phương trình mất đất phổ dụng RUSLE kết hợp

dữ liệu viễn thám và công cụ GIS là một giải pháp hiệu quả để thành lập bản

đồ phân bố không gian xói mòn đất trong một khu vực rộng lớn ở vùngthượng nguồn của lưu vực sông Đồng Nai khi cho thấy có 6 cấp độ xói mònxuất hiện tại khu vực này trong đó vùng ổn định vẫn chiếm tỷ lệ lớn với78,07%, xói mòn mức nhẹ chiếm 3,07%, xói mòn mức trung bình chiếm2,42%, xói mòn mức khá cao chiếm 7,56%, xói mòn mức cao và rất caochiếm 6,58% (một số vùng khác không có dữ liệu) (Phạm Hùng, Võ Lê Phú,

Lê Văn Trung, 2017)

1.4 Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

GIS là một ngành khoa học mới và có nhiều khái niệm về GIS(Geograpghic Information System) như: Theo Ducker (1979): “GIS là mộttrường hợp đặc biệt của hệ thống thông tin ở đó cơ sở dữ liệu bao gồm sự quansát các đặc trưng phân bố không gian, các hoạt động sự kiện có thể được xácđịnh trong khoảng không gian như điểm, đường, vùng” Theo Broughs (1986):

“GIS là một công cụ mạnh dùng để lưu trữ và truy vấn, biến đổi và hiển thị dữliệu không gian từ thế giới thực cho các mục tiêu khác nhau.” Tóm lại, tùy vàocách tiếp cận, ứng dụng mà ta có khái niệm khác nhau về GIS

1.4.1 Lịch sử phát triển của GIS

Theo trích dẫn của các tác giả khác nhau (ESRI, 1990; Aronoff, 1993) GIS

đã được hình thành cách đây gần năm mươi năm tức là vào khoảng nhữngnăm

60 của thế kỷ XX và hệ thống thông tin địa lý hiện đại đầu tiên ở cấp độ quốcgia đã ra đời ở Canada năm 1964 với tên gọi là CGIS (Canadian GeographicInformation Systems) Cùng với Canada thì ở Mỹ hàng loạt các trường đại họccũng tiến hành nghiên cứu và xây dựng các hệ thống GIS của mình nhưtrường đại học Havard, Clark…Kết quả là các chương trình GIS khác nhau đã

ra đời Thập kỷ 80 tiếp tục chứng kiến sự phát triển mạnh của công nghệ máytính, công nghệ viễn thám và công nghệ GIS Có thể nói vào cuối năm 1980

GIS đã chứng tỏ được tính hữu ích và xu hướng phát triển tích cực Nhữngnăm 90 là

thời kỳ bùng nổ GIS về cả phần cứng lẫn phần mềm Song song với các hoạtđộng lý thuyết và công nghệ, các hoạt động tiếp thị, giáo dục và đào tạo, ứngdụng GIS đã được mở rộng trên phạm vi toàn cầu kể cả nhà nước lẫn tư nhân.GIS có sự phát triển sớm và mạnh ở các nước Bắc Mỹ và Tây Âu còn ở cácnước đang phát triển nó được đưa vào và phát triển chậm hơn vì cả những lý

do khách quan lẫn chủ quan Từ những năm cuối thập niên 80 của thế kỷ XX,GIS bắt đầu thâm nhập vào Việt Nam qua các dự án hợp tác quốc tế Tuynhiên, đến giữa thập niên 90 GIS mới có cơ hội phát triển ở Việt Nam GISngày càng được nhiều người biết đến như một công cụ hỗ trợ quản lý trongcác lĩnh vực như: quản lý tài nguyên thiên nhiên; giám sát môi trường; quản

lý đất đai… Hiện nay, nhiều cơ quan Nhà nước và doanh nghiệp đã và đangtiếp cận công nghệ GIS để giải quyết các bài toán của cơ quan mình

Mô hình dữ liệu của GIS

Một dữ liệu trong GIS thì được lưu, hiển thị dưới 2 dạng: mô hình dữ liệukhông gian và mô hình dữ liệu thuộc tính Mô hình dữ liệu không gian lưu trữđối tượng về mặt không gian vị trí, kích thước hình dạng Chia làm 2 loạivector và raster Mô hình dữ liệu thuộc tính mô tả về đặc tính, đặc điểm cáchiện tượng xảy ra trên vị trí không gian xác định GIS có thể liên kết và xửlý

đồng thời cả dữ liệu không gian và thuộc tính

1.4.2 Ứng dụng GIS trực tiếp xây dựng bản đồ xói mòn

Như trình bày ở trên cho thấy GIS là công cụ mạnh có khả năng ứngdụng để đánh giá xói mòn đất Sử dụng trực tiếp GIS trong đánh giá, xâydựng bản đồ xói mòn đất được thực hiện qua 2 bước sau:

- Bước 1: Xây dựng bản đồ hợp phần gồm 4 loại bản đồ sau:

+ Ưu điểm của phương pháp này: Nhanh, tốn ít công

+ Nhược điểm: Độ tin cậy không cao, khi tạo thành bản đồ thành quả cần

có những kiểm định thực tế

1.4.3 Ứng dụng GIS và mô hình hóa tính toán xói mòn đất

Với việc các mô hình tính toán xói mòn phong phú, đa dạng việc lựachọn mô hình cần dựa trên yếu tố:

- Tính khả thi, bao gồm cả việc khả thi về dữ liệu và phương pháp

- Tính phù hợp về thông tin Các thông tin mà mô hình có thể đem lại(nghĩa là kết quả tính toán) phải đầy đủ, phù hợp với yêu cầu đặt ra

- Tính chính xác Mô hình được chọn phải có độ chính xác phù hợp vớiyêu cầu

Từ những yếu tố trên cho thấy USLE là một trong những mô hình phùhợp để đánh giá, tính toán xói mòn Sử dụng mô hình USLE trong đánh giáxói mòn đã là đề tài nghiên cứu của nhiều tác giả và cho thấy mô hình USLE

có thể áp dụng cho tính toán xói mòn ở cấp độ khu vực hoặc một huyện (nhưnghiên cứu của đề tài) Tính tổng hợp của mô hình USLE là đề cập đến tất cảcác nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn một cách riêng biệt trong mối tương quanchặt chẽ Điều này cho phép tách riêng từng yếu tố để phân tích ảnh hưởng vaitrò của chúng đến xói mòn và tìm ra biện pháp tác động phù hợp nhất Vớicách tiệm cận vấn đề theo từng thông số ảnh hưởng đến xói mòn, USLE có thểđược tính toán bằng GIS Trình tự các bước cơ bản được thực hiện như sau:

Bước 2: Từ các bản đồ đơn tính, ứng dụng GIS xây dựng các bản đồ hệ

số xói mòn của phương trình USLE

Bước 3: Từ các bản đồ hệ số xói mòn, ứng dụng GIS xây dựng bản đồ

tiềm năng xói mòn và xói mòn hiện tại của khu vực nghiên cứu

- Ưu điểm: Phương pháp này cho độ tin cậy cao, dễ phân cấp xói mòn

- Nhược điểm: Cần hiểu rõ về GIS để thực hiện tốt các bước công việctrong khi đây là phần mềm tiên tiến với nhiều ứng dụng rất đa dạng, khó tìmhiểu, nắm bắt trong thời gian ngắn Tuy nhiên, cần đặc biệt lưu ý đối với việcứng dụng GIS trong tính toán xói mòn đất là số liệu đầu vào phải đồng bộ vàthống nhất về khuôn mẫu, tọa độ và tiêu chuẩn Do đó, quan tâm đến việc xâydựng một cơ sở dữ liệu đủ tin cậy là yêu cầu hàng đầu trong việc ứng dụngGIS nói chung và ứng dụng GIS trong đánh giá xói mòn đất nói riêng

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Chất lượng đất trên địa bàn huyện Đồng Hỷ, Thái Nguyên

2.2 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi thời gian: Từ tháng 5/2018 đến tháng 5/2019

- Phạm vi không gian: Nghiên cứu trên 15 thị trấn/xã thuộc huyện Đồng

Hỷ gồm 2 thị trấn: Trại Cau, Sông Cầu và 13 xã: Cây Thị, Hóa Thượng(huyện lỵ), Hóa Trung, Hòa Bình, Hợp Tiến, Khe Mo, Minh Lập, Nam Hòa,Quang Sơn, Tân Lợi, Tân Long, Văn Hán, Văn Lăng

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá các yếu tố điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội có ảnh hưởngđến quá trình xói mòn đất trên địa bàn huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên

- Xây dựng bản đồ xói mòn huyện Đồng Hỷ năm 2018

- Đề xuất một số giải pháp

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu

- Tiến hành thu thập số liệu, tài liệu, bản đồ có liên quan đến vấn đềnghiên cứu như số liệu về đặc điểm khí hậu, niên giám thống kê, số liệu vàbản đồ hiện trạng sử dụng đất,… Tại phòng Tài nguyên Môi trường huyệnĐồng Hỷ, Sở Tài nguyên và Môi trường Thái Nguyên, Ủy ban nhân dânhuyện Đồng Hỷ, phòng Tài nguyên Môi trường Đồng thời, thu thập các loại

dữ liệu ảnh vệ tinh là dữ liệu chính để thực hiện đề tài từ các trang web:

http://earth e xplore.us g s.gov và http:// g dex.cr.u s gs g ov/

- Kiểm chứng thông tin: Các loại bản đồ về lượng mưa, bản đồ thảm thựcvật, ảnh vệ tinh Landsat 5&8 sau khi được thu thập sẽ được kiểm chứng bằngcách khảo sát thực địa kết hợp với các số liệu và báo cáo để đối chứng

2.4.2 Phương pháp kế thừa

Thu thập và kế thừa có chọn lọc các nghiên cứu đã được công bố trước

đó (trong nước và ngoài nước) có liên quan đến nội dung nghiên cứu của luậnvăn Các nội dung được kế thừa bao gồm: Điều kiện khí hậu, thủy văn củahuyện Đồng Hỷ, tình hình phát triển kinh tế, các căn cứ khoa học đánh giámức độ xói mòn, hệ thống hóa các phương pháp phân tích, hiện trang, xuhướng phát triển và ứng dụng công nghệ GIS Việc kế thừa các tài liệu đãđược công bố nhằm cung cấp một cái nhìn toàn diện về đánh giá xói mòn đấtthông qua công nghệ GIS

2.4.3 Phương pháp tính toán các tham số theo phương trình của Wischmeier

W.H và Smith D.D

Căn cứ và tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5299:2009 về chất lượng đất kếthợp với việc áp dụng mô hình USLE theo phương trình của Wischmeier W.H– Smith D.D trong đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện Đồng Hỷ, phươngpháp xác định mức độ xói mòn đất do mưa, độ xói mòn đất do mưa được tínhtheo công thức sau:

A = R*K*L*S*C*P (1) (Còn gọi là phương trình mất đất phổ quát)

Để thực hiện phương trình 1, luận văn sử dụng GIS để xây dựng các bản

đồ thành phần và hệ số bản đồ thông qua phần mềm ArcGIS

Kết hợp các phương pháp thống kê, tổng hợp, tính toán, để xử lý dữ liệu

và xây dựng các yếu tố xói mòn

2.4.3.1 Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu bản đồ

Để xây dựng các loại bản đồ xói mòn đất huyện Đồng Hỷ, cơ sở dữ liệubản đồ cần phải chuẩn hóa và đáp ứng các yêu cầu sau:

- Chuẩn hình học (hệ tọa độ): Tất cả các bản đồ đều được số hóa và lưutrữ ở hệ tọa độ VN2000

- Chuẩn mô hình (vector, raster): Ngoại trừ ảnh vệ tinh được lưu trữ ởdạng raster, tất cả các bản đồ còn lại đều được lưu trữ dưới dạng vector.

- Chuẩn về không gian: Tất cả các bản đồ đều được thu thập và số hóa ở tỷlệ

gốc là 1/25.000 theo đúng quy định lập bản đồ của Bộ Tài nguyên và Môi trường

- Chuẩn khuôn dạng: Để có thể sử dụng dữ liệu trong tính toán xói mònđất, trình bày, in ấn bản đồ cũng như có thể trao đổi dữ liệu giữa các phầnmềm và giữa các hệ thống với nhau, dữ liệu được lưu trữ ở khuôn dạng củaphần mềm ArcGIS 10.2

Dựa vào các tiêu chuẩn trên, cơ sở dữ liệu GIS cho tính toán xói mòn đấthuyện Đồng Hỷ được xây dựng bao gồm các loại dữ liệu sau:

- Bản đồ địa hình: Bản đồ địa hình được xây dựng từ mô hình số độ cao DEM

dữ liệu ảnh Aster DEM với độ phân giải 30m Cơ sở dữ liệu có các đặc tính sau:

- Ảnh vệ tinh: Ảnh vệ tinh LandSat 5&8 đã được nắn chỉnh hình học độphân giải ảnh là 30 m

- Bản đồ chuyên đề: Gồm các bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ hiện trạng sửdụng đất có gán giá trị thuộc tính

Để có thể tính toán được bản đồ xói mòn, các dữ liệu trong cơ sở dữ liệuđược tính toán để tạo nên các bản đồ hệ số xói mòn Cơ sở dữ liệu dùng đểtính toán xói mòn bao gồm các bản đồ: bản đồ hệ số R, bản đồ hệ số K, bản

Giá trị R thay đổi và biến thiên theo từng năm do đó để tính được hệ số Rmột cách chính xác phải dựa vào chế độ mưa và số liệu thống kê của vùngnghiên cứu cụ thể qua nhiều năm Khi tính toán hệ số R cho các khu vực khácnhau thì ta có thể áp dụng các công tính R của các khu vực đã nghiên cứu,nhưng ta phải chọn công thức tính hệ số R phù hợp với khu vực đó nhất Khuvực nghiên cứu là huyện Đồng Hỷ, Thái Nguyên, nằm ở vùng Đông Bắc ViệtNam Qua quá trình nghiên cứu, chọn lọc tài liệu và các cơ sở khoa học nhậnthấy nghiên cứu của Nguyễn Trọng Hà trong việc sử dụng phương pháp tính

hệ số xói mòn do mưa dựa theo lượng mưa trung bình hàng năm của nhiềunăm liên tục và phân tích tương quan, phương trình tính R theo lượng mưahàng năm là phù hợp nhất trong việc đánh giá xói mòn đất của huyện Đồng

Hỷ, do đó, luận văn sử dụng công thức 2 do Nguyễn Trọng Hà làm công thứctính hệ số xói mòn do mưa cho luận văn Kết hợp công cụ GIS với phép toánnội suy lượng mưa theo đường đẳng trị thực hiện nội suy bản đồ đường đẳngtrị mưa và xây dựng bản đồ hệ số xói mòn do mưa

Để tính toán và thành lập bản đồ hệ số R, tiến hành theo các bước như sau:

Số liệu mưa hàng năm

Bản đồ đẳng trị mưa trung bình

Raster hóa và nội suy

Tính toán theo công thức tính hệ

số R

Hình 2.2: Sơ đồ các bước tính toán hệ số R trong GIS

Hệ số R được tính toán theo công thức sau: