khái niệm Xói mòn đất làsự mang đi lớp đất mặtdonước chảy, tuyết hoặc các tác nhân địa chấtkhácbao gồm cả các quá trình sạt lở dotrọng lựcXói mòn đất là một quá trình tự nhiênXói mòn đất trở nên nghiêm trọng khi lượng đất bị mất gia tăngBiến đổi khí hậu toàn cầu và quá trình sử dụng đất không hợp lý sẽ làm gia tăng xói mòn đất.
22-03-2012 1 KHÁI QT VỀ XĨI MỊN ĐẤT Nguyễn Trường Ngân Khái niệm Xói mòn đất là sự mang đi lớp đất mặt do nước chảy, tuyết hoặc các tác nhân địa chất khác bao gồm cả các q trình sạt lở do trọng lực (Rattan Lal, 1990) Phân loại Ta ùc nhân trọng lực (Gravity erosion) Chuyển vận cả khối Sụp lở Sạt lở Dòng vụn thô Đất trượt Sạt lở (collapse) Trượt lở (landslide) Dòng vụn thơ (debris flow) Sụp lở (Sinkhol e) Phân loại Tác nhân gió Xói mòn do gió 22-03-2012 2 Phân loại Tác nhân thể lỏng Xói mòn băng hàNước Mưa Dòng chảy Đại dương Xói mòn tóe Dòng chảy bề mặt Dòng chảy ngầm Xói mòn bờ biển Xói mòn bề mặt Mương xói Rãnh xói Xói mòn ống hoặc xói mòn rãnh ngầm Phân loại Sheet erosion (xói mòn bề mặt)splash erosion (xói mòn tóe) Rill erosion (rãnh xói) gully erosion (mương xói) Xói mòn Canh tác Theo R.P.C Morgan, 2005 Các yếu tố ảnh hưởng đến xói mòn đất Nhận xét Xói mòn đất là một q trình tự nhiên Xói mòn đất trở nên nghiêm trọng khi lượng đất bị mất gia tăng Biến đổi khí hậu tồn cầu và q trình sử dụng đất khơng hợp lý sẽ làm gia tăng xói mòn đất. 22-03-2012 3 2,5cm đất mất 300 năm. Ngưỡng: 1,8 tấn/ha/năm Đồi núi VN: 100-200 tấn/ha/năm (N. Hudson, 1985) Xói mòn đất Tác nhân tự nhiên (mưa, địa hình, loại đất…) Tác nhân nhân sinh (Quản lý sử dụng đất) Bi ện pháp hữu hiệu kiểm soát xói mòn đất Tổn thất tại chỗ Mất đất Mất dinh dưỡng đất Mất chất hữu cơ đất Làm suy giảm tínhchất đất Tổn hại đến cây trồngvà sự phát triển Suy giảm sản lượng Mất sản xuất Thu hẹp diện tích có thể trồng trọt Giảm doanhsố bán hàng. Tổn thất bên ngoài Sự trầm tích Bồi tụ hồ và sông Giảm khả năng chứa nước Sự ngập lụt Sự chảy tràn Lũ quét Trượt lở đất Phá hủy đường xá, đê đập và các công trình khác. Tắc nghẽn đường thủy Phú dưỡng hóa Mất đa dạng sinh học Suy giảm chất lượng nước Ảnh hưởng bất lợi cho xử lý nước Ảnh hưởng bất lợi đến phát điện Suy giảm cung cấp lương thực Tăng giá lương thực Hạn chế các hoạt động giải trí 22-03-2012 4 Phương pháp lượng hóa xói mòn Thực nghiệm Mô hình mô phỏng Đồng vị Modul dòng bùn cát Cầu xói mòn Máy quét hồngngoại … Các phương pháp Mô hình toán USLE, RUSLE. Mô hình kết hợptrầm tích. Mô hình tính toán mương xói Mô hình xói mòn do gió Mô hình cân bằng vậtchất … Thực nghiệm Trực qua n, dễ chấp nhận Tốn chi phí, thời gian Quy mô nhỏ, chitiết Thuận lợi giao thông Xu thế, dự báo: khó Ưu nhược điểm các nhóm phươngpháp Mô hình toán Khó thuyết phục. Ít tốn chi phí, thời gian Quy mộ rộng, khái quát Hiểm trở, khó tiếpcận Xu thế, dự báo: có thể Phương pháp lượng hóa xói mòn Phương pháp mô phỏng Phương pháp Phương pháp Đồng vị Phương pháp Chu trình địa hóa (Geochemical Cycle) Phong hóa là khởi điểm của xói mòn. Xói mòn dẫn đến sự phân bố lại các nguyên tố và các đồng vị trong môi trường Đánh giá phân bố lại các nguyên tố tốc độ mang đi của vật chất xói mòn 22-03-2012 5 Phương pháp Đồng vị Phương pháp 1 . e p r E D E P m W s f E S E e hàm lượng Urani hòa tan trong nước sông E r hàm lượng Urani trong đá gốc E p hàm lượng Urani trong nước mưa S diện tích lưu vực D lưu lượng nước sông P lượng mưa W lượng vật chất hòa tan vận chuyển trong sông (tấn/km 2 /năm) (L.M. Norderman, 1980) 2. Các phương pháp Phương pháp modul dòng bùn cát (mudflow) S = A x Dr S: Lượng bùn cát dòng chảy mang theo (tấn) A: Lượng đất xói mòn bề mặt (tấn) Dr: Hệ số gia nhập bùn cát (thực nghiệm) Phương pháp Phương pháp modul dòng bùn cát (mudflow) r: độ chênh cao lưu v ực l: chiều dài sườn theo suối chính. Dr= 10 S.M. White, 1989 Dr = 0,488-0,006A=0,01Q (Bowie, 1975) A- diện tích lưu v ực Q- lưu lượng dòng chảy năm D- mật độ lưới sông Dr = 1,29+1,37lnD-0,025A (Mou và Meng 1980) Phương pháp Phương pháp cầu xói mòn (erosion bridge) Rosy Wash (1993) 22-03-2012 6 Cá c yếu tố chủ đạ o ảnh hưở ng đến xói mòn đ ất lưu vực Suố i Rạt 2. Số lượng và vị trí quan trắc Yếu tố cường độ mưa CREAMS (Chemicals, Runoff and Erosion from Agricultural Management Systems) (Knisel, 19 80 ) EGEM (Ephemeral Gully Erosion Model) (Woodward, 1999) EPIC (Erosion-Produ ctivity Impact Calculator) EROSION-3D (von Werner, 19 95) EUROSEM (European Soil Erosion Model) (Chisci and Morgan, 1988) KINEROS (Kinematic Runoff and Erosion Model) (Woolhiser et al., 1990) MOSES (Modul ar Soil Erosion System) project MWISED (Modelli ng Within-Storm Sediment Dynamics) project PESERA (Pan-European Soil Erosion Risk Assessment) model USLE (Universal Soil Loss Equation) và RUSLE (Revised USLE) (Wischmeier, 19 78) SERAE (Soil Erosion Risk Assessment in Europe) model STREAM (Sealing, Transfer, Runoff, Erosion, Agricultural Modification) model SWAT (Soil and Water Assessment Tool) USPED (Unit Stream Power-based Erosion Deposition) WATEM (Water and Tillage Erosio n Model) WEPP (Water Erosion Prediction Project) (Laflen, 1991) WERU wind erosio n simulation models (Edward L. Skidmore, 1994) >30 Phương pháp Phương pháp mô hình thực nghiệm Năm 1978, Wischmeier và Smith đề xuất phương trình thực nghiệm mất đất tổng quát (USLE) xem xét 6 hệ số R, K, L, S, C, và P. Tính toán hiệu quả cho: - Xói mòn do nước - Xói mòn bề mặt và rãnh xói - Phân bố không gian của xói mòn và tiềm năng Phương pháp Phương pháp mô hình thực nghiệm Một số nhược điểm của USLE: - Tính toán mức độ trầm tích do xói mòn - Xói mòn dạng mương xói - Xói mòn do gió và trọng lực - Cân bằng vật chất toàn lưu vực Các mô hình khác nhau được phát triển Phương pháp Phương pháp mô hình thực nghiệm Tính toán lượng trầm tích do xói mòn: EUROSEM (European Soil Erosion Model) (Chisci and Morgan, 1988) KINEROS (Kinematic Runoff and Erosion Model) (Woolhiser et al., 1990) WEPP (Water Erosion Prediction Project) (Laflen, 1991) EROSION-3D (von Werner, 1995) 22-03-2012 7 Phương pháp Phương pháp mô hình thực nghiệm Xói mòn dạng Mương xói (Gully erosion): CREAMS (Chemicals, Runoff and Erosion from Agricultural Management Systems) (Knisel, 1980) EGEM (Ephemeral Gully Erosion Model) (Woodward, 1999) Phương pháp Phương pháp mô hình thực nghiệm Xói mòn do gió : WERU wind erosion simulation models (Edward L. Skidmore, 1994) Phương pháp Phương pháp mô hình thực nghiệm Cân bằng vật chất cho lưu vực: SWAT (Soil and Water Assessment Tool) CAESAR (Cellular Automaton Evolutionary Sl ope and River model) Ứng dụng GIS và viễn thám trong xói mòn