Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http //lrc tnu edu vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THÀNH LUÂN ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG ĐÁNH GIÁ XÓI MÒN ĐẤT TRÊ[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THÀNH LUÂN ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG ĐÁNH GIÁ XĨI MỊN ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Thái Nguyên - 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THÀNH LUÂN ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG ĐÁNH GIÁ XĨI MỊN ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số ngành: 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Hồng Văn Hùng Thái Ngun - 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng tơi Các số liệu sử dụng phân tích luận án có nguồn gốc rõ ràng, cơng bố theo quy định Các kết nghiên cứu luận án tơi tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn Việt Nam Các kết chưa công bố nghiên cứu khác HỌC VIÊN Nguyễn Thành Luân Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh, bên cạnh nỗ lực cố gắng thân cịn có hướng dẫn nhiệt tình q Thầy Cô, động viên ủng hộ gia đình bạn bè suốt thời gian học tập nghiên cứu thực luận văn thạc sĩ Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Thầy PGS.TS Hồng Văn Hùng người hết lịng giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành luận văn Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến tồn thể q thầy khoa Tài ngun Mơi trường Phịng đào tạo – Đào tạo sau đại học, trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên tận tình truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu thực đề tài luận văn Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến phịng Tài ngun Mơi trường huyện Đồng Hỷ, Ủy ban nhân dân huyện Đồng Hỷ không ngừng hỗ trợ tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian nghiên cứu thực luận văn Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn đến gia đình, anh chị bạn đồng nghiệp hỗ trợ cho nhiều suốt trình học tập, nghiên cứu thực đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019 Tác giả luận văn Nguyễn Thành Ln Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn iii 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 Tính cấp thiết Mục tiêu nghiên cứu Ý nghĩa đề tài nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Xói mịn đất nhân tố ảnh hưởng đến xói mịn đất 1.1.1 Xói mòn đất 1.1.2 Các q trình xói mịn đất 1.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mịn đất 1.2 Nghiên cứu xói mòn đất giới 11 1.2.1 Các nghiên cứu xói mịn đất giới 12 1.2.2 Các phương pháp đánh giá xói mịn đất 15 1.2.3 Một số mơ hình đánh giá xói mịn đất 17 1.3 Nghiên cứu xói mịn đất Việt Nam 19 1.4 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 22 1.4.1 Lịch sử phát triển GIS 22 1.4.2 Ứng dụng GIS trực tiếp xây dựng đồ xói mịn 23 1.4.3 Ứng dụng GIS mơ hình hóa tính tốn xói mịn đất 24 CHƯƠNG 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 Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn iv 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 tốn tham số theo phương trình Wischmeier W.H Smith D.D 27 2.4.4 Phương pháp chồng xếp xây dựng đồ xói mịn đất huyện Đồng Hỷ 35 CHƯƠNG 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 huyện Đồng Hỷ, Thái Nguyên 37 3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 44 3.2 Xây dựng đồ xói mịn đất huyện Đồng Hỷ giai đoạn năm 2013 2018 48 3.2.1 Xây dựng đồ hệ số xói mịn mưa (R) 48 3.2.2 Thành lập đồ hệ số kháng xói đất (K) 50 3.2.3 Thành lập đồ hệ số địa hình (LS) 53 3.2.4 Thành lập 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 mịn huyện Đồng Hỷ 58 3.3 Đề xuất số giải pháp giảm thiểu chống xói mịn đất khu vực nghiên cứu 64 3.3.1 Giải pháp nông nghiệp chống xói mịn đất 64 3.3.2 Giải pháp lâm nghiệp chống xói mịn đất 65 3.3.3 Giải pháp kết hợp nơng, lâm nghiệp chống xói mịn đất 66 3.3.4 Chống xói mịn biện pháp cơng trình 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68 Kết luận 68 Kiến nghị 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn v Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Hệ số xói mịn đất số loại đất Việt Nam 30 Bảng 2.2: Bảng tra hệ số P theo hội khoa học đất quốc tế 35 Bảng 2.3: Phân cấp mức độ xói mịn đất theo TCVN 5299 – 1995 36 Bảng 3.1: Các loại đất huyện Đồng Hỷ 41 Bảng 3.2: Hiện trạng sử dụng đất huyện Đồng Hỷ năm 2017 43 Bảng 3.3: Kết tính hệ số R cho trạm đo mưa huyện Đồng Hỷ 48 Bảng 3.4: Hệ số kháng xói loại đất huyện Đồng Hỷ 50 Bảng 3.5: Độ dốc loại đất huyện 54 Bảng 3.6: Bảng tính tốn hệ số P huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018 57 Bảng 3.7: Diện tích xói mịn đất theo cấp độ huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018 60 Bảng 3.8: Diện tích xói mịn đất huyện Đồng Hỷ năm 2018 phân theo đơn vị hành 61 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mịn đất Hình 2.2 Sơ đồ bước tính tốn hệ số R GIS 29 Hình 2.3 Sơ đồ quy trình xây dựng đồ hệ số LS 33 Hình 3.1 Bản đồ hệ số xói mịn mưa địa bàn huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018 49 Hình 3.2 Bản đồ hệ số kháng xói đất (K) huyện Đồng Hỷ năm 2013 2018 52 Hình 3.3 Bản đồ mơ hình số độ cao DEM huyện Đồng Hỷ 53 Hình 3.4 Bản đồ độ dốc năm 2013 năm 2018 huyện Đồng Hỷ 53 Hình 3.5 Bản đồ hệ số địa hình LS huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018 54 Hình 3.6 Bản đồ số khác biệt thực vật NDVI huyện Đồng Hỷ năm 2013 2018 55 Hình 3.7 Bản đồ hệ số lớp phủ thực vật (C) huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018 56 Hình 3.8 Bản đồ hệ số canh tác P huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018 57 Hình 3.9 Bản đồ phân cấp xói mịn đất huyện Đồng Hỷ năm 2013 58 Hình 3.10 Bản đồ phân cấp xói mịn đất huyện Đồng Hỷ năm 2018 59 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Đất đai tài nguyên thiên nhiên quý giá quốc gia yếu tố mang tính định tồn phát triển người sinh vật khác trái đất Đất đai tài sản mãi với loài người, điều kiện để sinh tồn, điều kiện thiếu để sản xuất, tư liệu sản xuất nơng, lâm nghiệp Bởi vậy, khơng có đất đai khơng có ngành sản xuất nào, người tiến hành sản xuất cải vật chất để trì sống trì nịi giống đến ngày Trải qua trình lịch sử lâu dài người chiếm hữu đất đai biến đất đai từ sản vật tự nhiên thành tài sản cộng đồng, quốc gia Đất đai tư liệu sản xuất gắn liền với hoạt động người Con người tác động vào đất đai nhằm thu sản phẩm để phục vụ cho nhu cầu sống Tác động trực tiếp gián tiếp làm thay đổi tính chất đất đai chuyển đất hoang thành đất sử dụng chuyển mục đích sử dụng đất Tuy nhiên thực trạng sử dụng đất, ảnh hưởng yếu tố tự nhiên Đất đai bị ảnh hưởng tiêu cực Trong tượng xói mịn đất hệ tiêu cực mà người thiên nhiên gây cho mơi trường đất Đồng Hỷ có tổng diện tích tự nhiên 427,73km2, đất lâm nghiệp chiếm 55,91%, đất sản xuất nông nghiệp 31,95%, đất phi nông nghiệp 10,78% Là huyện có nhiều chuyển dịch cấu kinh tế xã hội trình tiếp nhận mở rộng địa bàn thành phố Thái Nguyên Đặt vấn đề cấp thiết sử dụng bảo vệ tài nguyên đất phát triển kinh tế xã hội Cho đến thời điểm tại, có số cơng trình nghiên cứu khoa học phục vụ cho phát triển kinh tế xã hội huyện Đồng Hỷ nói riêng tỉnh Thái Nguyên nói chung Tuy nhiên chưa có đề tài tiến hành đánh giá xói mịn đất cơng nghệ GIS viễn thám chi tiết cho khu vực Công nghệ GIS ngày nâng cao khả thu thập, xử lý phân tích liệu thơng tin địa lý Trong đó, tốn hỗ trợ cho đánh giá xói mịn đất như: xử lý ảnh số, mơ hình hóa địa hình, chồng ghép phân tích liệu, v.v… tiến hành cách hiệu khách quan Trên giới, việc nghiên cứu đánh giá xói mịn đất quan tâm nhiều quốc gia, đặc biệt khu vực có nguy xói mịn cao Xuất phát từ lí trí nhà trường, hướng dẫn PGS.TS Hồng Văn Hùng Tơi tiến hành thực luận văn: “Ứng dụng GIS viễn thám đánh giá xói mịn đất địa bàn huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên” Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá trạng xói mịn đất huyện Đồng Hỷ dựa ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) - Đề xuất số giải pháp chống xói mịn đất Ý nghĩa đề tài nghiên cứu - Ý nghĩa khoa học: Luận văn ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) viễn thám để đánh giá dự báo xói mịn đất qua việc phân tích khơng gian mối quan hệ nhân tố địa hình, thủy văn, thổ nhưỡng, thực vật người huyện Đồng Hỷ - Ý nghĩa thực tiễn luận văn: Đánh giá trạng xói mịn đất huyện Đồng Hỷ, từ xây dựng đồ xói mịn đất khu vực nghiên cứu làm sở đề xuất số giải pháp hạn chế xói mịn đất 3 CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Xói mịn đất nhân tố ảnh hưởng đến xói mịn đất 1.1.1 Xói mịn đất Xói mịn đất q trình tự nhiên làm ảnh hưởng đất tất dạng địa hình Trong nơng nghiệp, xói mịn đất q trình lớp đất mặt bị mang nơi khác yếu tố vật lý nước gió yếu tố liên quan đến hoạt động trồng trọt Trong xói mịn q trình tự nhiên, hoạt động người làm gia tăng tốc độ xói mịn lên 10-40 lần Xói mịn gia tăng gây vấn đề vị trí nơi khác liên quan đến dòng trầm tích Tại vị trí xói mịn làm giảm sản lượng nông nghiệp phá vỡ hệ sinh thái, hai yếu tố làm giảm độ phì tầng đất mặt Trong vài trường hợp, kết cuối sa mạc hóa Các ảnh hưởng ngồi nơi xói mịn lắng đọng trầm tích kênh dẫn gây phú dưỡng vực nước, gây phá vỡ đường sá nhà cửa liên quan đến trầm tích Xói mịn gió nước hai yếu tố làm giảm chất lượng đất; Nếu xét hai trường hợp này, chúng chiếm đến 84% xuống cấp đất toàn cầu, nên vấn đề mơi trường quan trọng tồn cầu (http://wikipedia.org) Các kiểu xói mịn đất Kiểu xói mịn nước Kiểu xói mịn nước gây tác động nước chảy tràn bề mặt (nước mưa, băng tuyết tan hay tưới tràn) Hiện tượng xói mịn nước gây đất sản xuất nông nghiệp thường mạnh bề mặt đất trống, sau làm đất chuẩn bị gieo trồng Ðể xảy xói mịn, nước cần có lượng để tách hạt đất, sau vận chuyển chúng Mưa nước tách hạt đất song việc vận chuyển chúng bao xa phải phụ thuộc vào dòng chảy Tác động mưa gây xói mịn đất gồm tác động va đập phá vỡ, làm tách rời hạt đất sau vận chuyển hạt đất bị phá hủy theo dòng chảy tràn mặt đất Dòng chảy nước tạo rãnh xói, khe xói bị bóc theo lớp, người ta chia kiểu xói mịn nước gây thành dạng: - Xói mịn thẳng xói lở đất, đá mẹ theo dòng chảy tập trung, ăn sâu tạo rãnh xói mương xói - Xói mịn phẳng rửa trôi đất cách tương đối đồng bề mặt nước chảy dàn đều, đất bị theo lớp, phiến Khi lớp đất bề mặt bị xói mịn khó khơi phục thiệt hại xói mịn ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức sản xuất đất Ví dụ phép tính đơn giản đất bị xói mịn 1cm đất đất 100m3 đất, tương đương 150 tấn, có mùn 1,5 đạm Trong đó, vùng nhiệt đới có nơi xói mịn làm 3cm đất mặt hàng năm Riêng vùng đồi núi hàng năm bình quân khoảng 2cm điều làm cho đất bị thối hóa nhanh chóng Trên vùng đất cao, dốc, mưa lớn cịn tạo nên dòng chảy cực đại sườn dốc ngồi việc bào mịn lớp đất mặt chúng cịn có khả tạo dịng xói rãnh xói Có rãnh sâu - 6m tới tận lớp đá mẹ làm hoàn toàn khả sản xuất đất đai (http://wikipedia.org) Kiểu xói mịn gió Kiểu xói mịn gió tượng xói mịn gây sức gió Ðây tượng xói mịn xảy nơi có điều kiện thuận lợi sau (http://wikipedia.org): - Ðất khô, tơi bị tách nhỏ đến mức độ gió - Mặt đất phẳng, có thực vật che phủ thuận lợi cho việc di chuyển gió - Diện tích đất đủ rộng tốc độ gió đủ mạnh để mang hạt đất Thông thường đất cát loại đất dễ bị xói mịn gió liên kết hạt cát nhỏ, đất lại bị khơ nhanh Ảnh hưởng xói mịn gió gây phức tạp, đất bị chuyển dịch hình thức nhảy cóc, trườn bề mặt bay lơ lửng 1.1.2 Các q trình xói mịn đất 1.1.2.1 Xói lở sơng suối Xói lở sơng suối vấn đề diễn nhiều nơi giới, nơi có thiên tai hậu gia tăng, ảnh hưởng tiêu cực đến sinh kế người hoạt động cộng đồng khác Theo Nguyễn Quang Mỹ (2005), q trình xói lở sơng suối xác định theo công thức động dịng chảy sau: F = vm2/2 Trong đó: F: động khối nước chảy m: khối lượng nước chảy v: vận tốc dòng chảy Qua cơng thức nhận xét, động dịng chảy tỉ lệ thuận với bình phương tốc độ dịng chảy Trong q trình xói lở, dịng chảy tạo vật liệu, phù sa Tùy theo kích thước phù sa tốc độ dòng chảy mà phù sa vận chuyển xi theo chiều dịng chảy Khi động dịng chảy khơng đủ sức mang phận vật chất, phù sa lắng đọng xuống dịng sơng gọi q trình bồi tụ 1.1.2.2 Xói mịn rửa trơi bề mặt Xói mịn rửa trơi bề mặt q trình xói mịn dòng chảy tạm thời sườn lúc mưa tuyết tan chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố tự nhiên, yếu tố địa hình quan trọng Bên cạnh đó, yếu tố tác động người ảnh hưởng khơng nhỏ đến q trình này, tác động đến chủ yếu từ 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 mịn đất Có nhân tố ảnh hưởng tới xói mịn đất địa hình, đất đai, thảm thực vật, khí hậu người Địa hình Khí hậu Xói mịn Con người Thảm thực vật Đất đai Hình 2.1: Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mịn đất Ảnh hưởng hai chiều Ảnh hưởng tích cực Ảnh hưởng tiêu cực 1.1.3.1 Ảnh hưởng nhân tố khí hậu đến xói mịn đất Yếu tố khí hậu nói yếu tố ảnh hưởng lớn đến xói mịn đất Trong yếu tố gây xói mịn mưa quan trọng Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu phịng thí nghiệm ngồi thực địa cho thấy tác động hạt mưa lớn nhiều so với yếu tố khác hiệu ứng cắt xé rửa xói dịng chảy nước mưa gây nên Ngồi có yếu tố ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến xói mịn nhiệt độ khơng khí, độ ẩm, tốc độ gió a Lượng mưa: Có thể nói, nhân tố quan trọng gây ảnh hưởng đến q trình xói mịn đất lượng mưa Mức độ xói mịn phụ thuộc lớn vào lượng mưa khu vực, khu vực có lượng mưa thấp khả xói mịn thấp lượng mưa khơng đủ để tạo thành dịng chảy (vì bị ngấm vào đất, bay hơi, thực vật sử dụng ) khơng có khả vận chuyển vật chất xa Lượng mưa trung bình hàng năm thường phải lớn 300 mm xói mịn mưa xuất rõ Tuy nhiên, vấn đề xói mịn mưa phụ thuộc vào tỷ lệ lớp phủ đất có khu vực Với lượng mưa 1.000mm khu vực có độ che phủ rừng cao, mức độ xói mịn xảy thấp so với khu vực đất trống, đồi núi trọc (Nguyễn Quang Mỹ, 2005) b Bốc nước: Một phần bốc trực tiếp vào khí quyển, phần khác bốc qua hoạt động thực vật động vật sau ngấm xuống đất theo khe nứt, thẩm thấu Lượng nước cịn lại hình thành dịng chảy bề mặt Vì tác động mưa phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, địa chất, thổ nhưỡng khu vực Nhiệt độ cao, độ ẩm khơng khí thấp dẫn tới bốc mạnh, đất bị nén chặt, tốc độ khả thấm lượng mưa tạo dòng chảy bề mặt nhiều, Do ảnh hưởng trận mưa đầu thời gian đầu trận mưa so với trận mưa sau thời gian sau độ thấm đất, ẩm khơng khí bị thay đổi (Nguyễn Quang Mỹ, 2005) c Cường độ mưa: Q trình hình thành dịng chảy phụ thuộc nhiều vào cường độ trận mưa Cường độ mưa lượng mưa thời gian định đơn vị tính mm/h Lượng mưa hàng năm 250 mm tập trung tháng gây xói mịn nhiều 2.000 mm trải 1012 tháng (Peace Corp Information Collection & Exchange, 2010) Theo kết nghiên cứu nhiều khu vực giới trận mưa có cường độ mưa 25 mm/h có tác dụng tạo nên dịng chảy từ gây xói mịn Tỷ lệ lượng mưa tạo năm tạo trận mưa có cường độ lớn 25 mm/h nhiều khả gây xói mịn lớn Nếu thời gian mưa dồn dập thời gian ngắn tiền đề cho hình thành lũ quét, trượt lở vùng núi ngập lụt hạ lưu, với việc gia tăng xói mịn đất (Nguyễn Quang Mỹ, 2005) d Đặc tính mưa: Đặc tính mưa ảnh hưởng lớn đến xói mịn đất Mưa rào nhiệt đới gây tác hại nhiều nhiều so với mưa nhỏ vùng ơn đới Ở vùng có khí hậu nửa khơ, mưa có cường độ lớn mang tính chất mưa rào khơng kéo dài gây xói mịn nghiêm trọng Mặt khác xói mịn mạnh lượng mưa đạt trung bình sườn dốc thiếu lớp phủ thực vật Khi hạt mưa lớn (mưa rào thường có đường kính hạt mưa lớn khoảng 5mm, lớn lớn không bền vững dễ bị phá vỡ thành hạt nhỏ hơn) vận tốc chạm đất tăng lực phá huỷ cấu trúc đất tăng Vận tốc cuối hạt mưa có đường kính khoảng 5mm đạt khoảng 9m/s (Nguyễn Quang Mỹ, 2005) e Thời gian mưa: Hay gọi mức độ tập trung trận mưa Ở Việt Nam mưa tập trung tháng chiếm 70 – 85% lượng mưa năm, mùa mưa bắt đầu khoảng từ tháng đến tháng 10, tốc độ mưa nhanh hay chậm không giống vùng Do mưa dồn dập mà khả thấm xuống đất có tác dụng trận mưa đầu, phần lớn tạo thành dòng chảy bề mặt nước đất đạt bão hoà Chính mà lượng đất bị xói mịn chủ yếu vào mùa mưa, nơi đất thời kỳ bỏ hố khơng có điều tiết cản nước lớp phủ thực vật (Nguyễn Quang Mỹ, 2005) f Các yếu tố khác: Tác động trực tiếp gián tiếp lên xói mịn đất nhiệt độ khơng khí, bay nước, tốc độ gió (khi mưa xuống), Những tác động so sánh với tác động mưa gây xem yếu tố yếu tố gián tiếp mức độ ảnh hưởng không đáng kể, trừ số trường hợp đặc biệt lượng mưa nhỏ (Nguyễn Quang Mỹ, 2005) 1.1.3.2 Ảnh hưởng địa hình đến xói mịn đất Địa hình ảnh hưởng lớn lên xói mịn với kiểu địa hình có loại hình xói mịn khác Nếu địa hình núi, phân cắt có độ dốc lớn xói mịn khe rãnh dạng tuyến diễn mạnh mẽ Còn mặt sườn phơi địa hình thấp, thoải xói mịn theo diện (hay xói mịn bề mặt) chiếm ưu Với địa hình núi đá vơi khơng có hai loại hình mà có xói mịn ngầm, tạo dạng hang động Trên lý thuyết vùng núi cao, độ dốc lớn coi nơi có xói mịn, cịn vùng đồng bằng, nơi có độ dốc khơng đáng kể coi vùng bồi tụ, tức tích tụ vật chất bị xói mịn từ vùng cao xuống Thực tế vùng đồng có bị xói mịn lượng đất ít, chủ yếu trình rửa trơi lớp đất màu bề mặt hậu làm giảm độ phì đất canh tác Ảnh hưởng địa hình trực tiếp hay gián tiếp đến xói mịn đất Trước hết, địa hình làm thay đổi vi khí hậu vùng đến ảnh hưởng gián tiếp đến xói mịn đất thơng qua tác động khí hậu Địa hình núi cao với sườn chắn gió ẩm yếu tố tạo nên tâm mưa lớn Ảnh hưởng trực tiếp địa hình đến xói mịn thơng qua yếu tố độ dốc chiều dài sườn dốc Độ dốc chiều dài sườn dốc yếu tố địa hình có vai trị quan trọng việc đánh giá xói mịn đất Kết hợp với yếu tố lượng mưa, cường độ mưa,… độ dốc, độ dài sườn dốc lớn khả xói mịn lớn Nó ảnh hưởng tới phân chia dịng nước cường độ dịng nước chảy Xói mịn xảy cường độ dốc từ 3o độ dốc tăng lên hai lần cường độ xói mịn tăng lên lần Như độ dốc độ dài sườn dốc ảnh hưởng lớn đến xói mịn đất, khu vực có điều kiện lớp đất phủ thực vật mỏng Do việc quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp cần thiết để giảm khả xói mịn đất sử dụng vùng đất dốc Theo Viện Quy hoạch thiết kế nông nghiệp, độ dốc phân loại sau: – 3o, – 8o, – 15o, 15 – 25o, >25o (Viện Quy hoạch thiết kế nông nghiệp, 2010) 1.1.3.3 Ảnh hưởng lớp phủ thực vật đến xói mịn đất 10 Việc đánh giá xói mịn thơng qua độ dày lớp phủ thực vật yếu tố thiếu Tại khu vực với điều kiện lượng mưa, độ dốc, loại đất,… khu vực có lớp phủ thực vật dày ln có mức độ xói mịn thấp Lớp thảm thực vật coi lớp chắn bảo vệ đất, hạn chế tác động dòng chảy lên chất lượng đất Cơ chế làm suy giảm mức độ xói mịn đất thảm thực vật thơng qua khả thấm nước, giảm tốc độ gió, giảm tốc độ dịng chảy nhờ rễ thảm 1.1.3.4 Ảnh hưởng loại đất đến q trình xói mịn đất a Thành phần giới đất: Mỗi loại đất có đặc tính lý, hóa học khác nhau, việc phù hợp với loại trồng để tạo nên lớp phủ thực vật khác Bên cạnh đó, loại đất lại có tính thấm nước, giữ nước khác đó, nói, thành phần giới đất yếu tố ảnh hưởng tới q trình xói mịn đất b Cấu trúc đất: Độ xói mịn đất ước tính khả đất để chống xói mịn, dựa đặc tính vật lý loại đất Kết cấu đặc tính ảnh hưởng đến ăn mịn, cấu trúc, chất hữu tính thấm góp phần Nói chung, loại đất có tốc độ xâm nhập nhanh hơn, hàm lượng chất hữu cao cấu trúc đất cải thiện có khả chống xói mịn cao Cát, đất mùn cát đất có kết cấu mùn có xu hướng bị xói mịn phù sa, cát mịn số loại đất có kết cấu đất sét Mức độ xói mịn q khứ có ảnh hưởng đến xói mịn đất Nhiều loại đất bề mặt bị phơi nhiễm vị trí bị xói mịn có xu hướng dễ bị xói mịn so với đất ban đầu cấu trúc chất hữu thấp Các mức dinh dưỡng thấp thường liên quan đến lớp đất đất góp phần làm giảm suất trồng độ che phủ trồng hơn, cung cấp bảo vệ trồng cho đất (Jim Ritter, 2012) 1.1.3.5 Ảnh hưởng người đến xói mịn đất 11 Trong tự nhiên, có nhiều yếu tố tác động đến q trình xói mịn đất Tuy nhiên, người lại nhân tố khiến q trình diễn nhanh mạnh mẽ Xét mặt tích cực, người sử dụng đất vào mục đích sản xuất nơng nghiệp góp phần suy giảm q trình xói mịn đất thông qua biện pháp canh tác hợp lý canh tác theo đường đồng mức, bón phân hợp lý cho trồng, sử dụng hình thức sản xuất nơng – lâm kết hợp,… Ngồi ra, người ngày trọng đến việc giảm nhẹ mức độ xói mịn đất thơng qua nghiên cứu khoa học đánh giá mức độ xói mịn tìm giải pháp khắc phục Song, xét mặt tiêu cực, người gây nhiều tác động tiêu cực mơi trường nói riêng mơi trường đất nói chung khai thác tài nguyên đất bất hợp lý, lạm dụng sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón hóa học q mức, đặc biệt tình trạng phá rừng để mở rộng đất sản xuất nông nghiệp hay xây dựng sở hạ tầng… 1.2 Nghiên cứu xói mịn đất giới Đã từ lâu qua trình chặt phá rừng, khai thác đất trồng trọt, người ta phát đất đồi núi nhanh chóng bị suy thối tượng đất bị xói mịn, rửa trơi Nghiên cứu N Hudson (1981) cho thấy vấn đề bảo vệ đất chống xói mịn nhà triết học cổ đại đề cập đến Platon (427-347 trước Công nguyên) nêu mối quan liên quan lũ lụt xói mịn đất với việc tàn phá rừng Từ kỷ 18, nhà khoa học bắt đầu xúc tiến công trình nghiên cứu xói mịn biện pháp chống xói mịn bảo vệ đất dốc Các cơng trình tác giả phải kể đến như: phương trình xói mịn đất Horton (1945), phương trình đất Musgave (1947), phương trình phá hủy kết cấu hạt mưa Ellison (1945); phương trình xói mịn mặt Dragoun (1962), Geoge Fleming (1981); phương trình đất phổ dụng USLE Wischmeier Smith (1958); mơ hình mơ trình bồi lắng ...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THÀNH LUÂN ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG ĐÁNH GIÁ XĨI MỊN ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Khoa học môi trường. .. viễn thám đánh giá xói mịn đất địa bàn huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên? ?? Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá trạng xói mịn đất huyện Đồng Hỷ dựa ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) - Đề xuất... đồ xói mịn đất huyện Đồng Hỷ 35 CHƯƠNG 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 huyện Đồng Hỷ,