TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN | BỘ MÔN GIS & TÀI NGUN Xói mịn đất lưu vực (Soil erosion in watershed) Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực Xói mịn đất lưu vực Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Nội dung Khái niệm (Concepts) Xói mịn (Erosion) Xói mịn đất (Soil erosion) Tách Vận Phân loại (Classification) Xói mịn bắn tóe (Splash erosion) Xói mịn mặt (Sheet erosion) Xói mịn rãnh (Rill erosion) Xói mịn khối (Gully erosion) Xói mịn bờ sơng (Stream bank erosion) Q trình xói mịn đất mưa (Process of rainfall-induced soil erosion) chuyển (Transportation) Lắng rời (Detachment) đọng (Deposition) Ước tính xói mịn đất, trầm tích mưa (Estimation of rainfall-induced soil erosion and sediment yield) Phương trình đất phổ dụng (Universal Soil Loss Equation) Phương trình đất phổ dụng cải tiến (Modified Universal Soil Loss Equation) Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Xói mịn đất lưu vực Xói mịn đất gì? Trả lời câu hỏi sau xem video: https://youtu.be/qNTOq1uEObc Xói mịn đất gì? Có tác nhân gây xói mịn đất? Liệt kê loại xói mịn đất? Loại xói mòn đất phổ biến nhất? Liệt kê tác động xói mịn đất? Vì đường dẫn nước cỏ hạn chế xói mịn đất? Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Xói mịn đất lưu vực Khái niệm xói mịn đất gặm, ăn mòn (erodere) lớp Trái đất, hỗn hợp chất hữu cơ, khống chất, khí, chất lỏng sinh vật Hiện tượng bóc tách lớp đất tác nhân khác nhau, bao gồm hạt mưa rơi xuống đất, nước chảy bề mặt đất xuyên qua phẫu diện đất, gió lực hấp dẫn (Soil erosion implies the physical removal of topsoil by various agents, including falling raindrops, water flowing over and through the soil profile, wind velocity and gravitational pull) (soil) Xói mịn đất lưu vực Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Xói mịn nhiều trơi đá mềm, tạo chồng đá Minh họa xói mịn đất Phần đá yếu Biển Sóng làm xói mịn phần đá yếu, tạo hang động Xói mịn nhiều khắc đá thành vịm hang động Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Xói mịn đất lưu vực Xói mịn đất giới Lượng xói mịn năm 2012 (tấn/ha/năm) Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Xói mịn đất lưu vực Xói mịn đất Việt Nam Xói mịn ruộng bậc thang Sapa, Lào Cai Lượng xói mịn (tấn/ha/năm) Xói lở bờ biển Cửa Đại, TP Hội An, Quảng Nam Xói mịn đất lưu vực Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân loại xói mịn đất Gió (gây tốc độ gió) Tác nhân xói mịn đất Nước Trọng lực (gây dịch chuyển khối) Xói mịn đất lưu vực Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân loại xói mịn đất Tác nhân xói mịn đất Nước lỏng Mưa (xói mịn bắn tóe) Dịng chảy Dịng chảy bề mặt Xói mịn mặt Xói mịn rãnh Trọng lực (gây dịch chuyển khối) Nước Gió (gây tốc độ gió) Hồ chứa, đại dương (xói mịn bờ hồ, bờ biển) Sông băng (trượt lở đất vùng băng giá) Trượt lở đất Lở đất Vụn đất Trượt đất Dịng chảy xen kẽ Xói mịn khối Xói mịn bờ sơng Xói mịn ống Xói mịn đất lưu vực Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân loại xói mịn đất Tác nhân xói mịn đất Nước lỏng Mưa (xói mịn bắn tóe) Dịng chảy Dịng chảy bề mặt Trọng lực (gây dịch chuyển khối) Nước Gió (gây tốc độ gió) Hồ chứa, đại dương (xói mịn bờ hồ, bờ biển) Dịng chảy xen kẽ Sơng băng (trượt lở đất vùng băng giá) Xói mịn bắn tóe Trượt lở đất Lở đất Vụn đất Trượt đất Xói mịn mặt Xói mịn rãnh Xói mịn mặt Xói mịn rãnh Xói mịn khối Xói mịn bờ sơng Xói mịn ống Xói mịn khối Xói mịn bờ sơng 10 Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Xói mịn đất lưu vực Ví dụ ước tính hệ số C Cánh đồng mẫu cày đất trồng lúa Tính hệ số C? Hệ số loại trồng Ct = 0,15 Hệ số biện pháp làm đất Cm = 0,9 C = Ct x Cm = 0,15 x 0,9 = 0,135 36 Xói mịn đất lưu vực Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Bài tập Cho ruộng với loại trồng, biện pháp làm đất bảng sau Tính hệ số C ruộng? Thửa ruộng Loại trồng Biện pháp làm đất Đồng cỏ Không làm đất Đậu Làm đất theo luống Cà phê Làm đất che phủ Đất trống Làm đất theo vùng 37 Xói mịn đất lưu vực Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ số biện pháp chống xói mịn - P Thể ảnh hưởng biện pháp bảo tồn xói mịn đất thơng qua việc thay đổi mơ hình dịng chảy lệ đất theo biện pháp bảo tồn đất cụ thể (ví dụ: đường đồng mức, bậc thang) so với cánh đồng có làm đất sườn dốc Tỷ Tính tốn từ việc áp dụng biện pháp chống xói mịn đất đường đồng mức, băng xen kẽ, ruộng bậc thang Độ dốc (%) Pc Ps Pt 𝐏 = 𝐏𝐜 × 𝐏𝐬 × 𝐏𝐭 25 1 38 Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Xói mịn đất lưu vực Ví dụ ước tính hệ số P Cánh đồng mẫu canh tác theo đường đồng mức độ dốc 5% băng xen kẽ độ dốc độ dốc 2% Tính hệ số P? Hệ số canh tác theo đường đồng mức Pc = 0,5 Hệ số canh tác theo băng xen kẽ Ps = 0,3 P = Pc x Ps = 0,5 x 0,3 = 0,15 39 Xói mịn đất lưu vực Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Bài tập Cho ruộng với biện pháp chống xói mịn theo độ dốc bảng sau Tính hệ số P ruộng? Thửa ruộng Biện pháp chống xói mịn Độ dốc (%) Đường đồng mức 10 Băng xen kẽ Ruộng bậc thang 20 Đường đồng mức Ruộng bậc thang 10 20 40 Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Xói mịn đất lưu vực Ví dụ ước tính lượng đất trung bình năm - A Một lưu vực có giá trị tham số USLE sau: R = 962,35 MJ.mm/ha/h/năm K = 0,05 tấn.h/MJ/mm LS = 0,1 C = 0,135 P = 0,15 Tính lượng đất trung bình năm? A = RKLSCP = 962,35 x 0,05 x 0,1 x 0,135 x 0,15 = 0,097 tấn/ha/năm 41 Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Xói mịn đất lưu vực Bài tập Một lưu vực có giá trị tham số USLE sau: R = 175 MJ.mm/ha/h/năm LS = 0,70 K = 0,40 tấn.h/MJ/mm P = 0,55 Lượng đất = tấn/ha/năm Tính hệ số C? 42 Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Xói mòn đất lưu vực Bài tập Cho cánh đồng với điều kiện sau: Hệ số xói mịn mưa = 800 MJ.mm/ha/h/năm Hệ số xói mịn đất = 0,20 tấn.h/MJ/mm Hệ số trồng = 0,50 Hệ số biện pháp chống xói mịn = 1,0 phần trăm lượng đất bị giảm thiểu so với điều kiện canh tác theo đường đồng mức độ dốc 5%? Tính 43 Xói mịn đất lưu vực Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phương trình đất phổ dụng cải tiến - MUSLE Phiên cải tiến USLE Thay lượng mưa dịng chảy Dự đốn lượng trầm tích trận mưa theo ngày, tháng, năm đất nông nghiệp điều kiện địa hình khí hậu nơng nghiệp khác nhau: Dựa dịng chảy bề mặt, đỉnh dịng chảy, thổ nhưỡng, địa hình, thực vật, biện pháp chống xói mịn Chỉ áp dụng cho xói mịn mặt rãnh, khơng dùng cho xói mịn khối Độ dốc 9% 44 Xói mịn đất lưu vực Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phương trình đất phổ dụng cải tiến - MUSLE Lượng trầm tích (Y) Tính xói mịn dịng chảy Tính chất vật lý đất (kết cấu, cấu trúc) (K) Đầu vào Tính xói mịn đất Địa hình Chiều dài sườn dốc (L) Hệ thống Độ dốc sườn dốc (S) Dòng chảy (Q, q) Đầu Lưu vực Lượng trầm tích (K, L, S, C, P) (Y) Quản lý Che phủ thực vật (C) Biện pháp bảo tồn (P) 45 Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Xói mịn đất lưu vực Phương trình đất phổ dụng cải tiến - MUSLE Cơng thức: Y = 11,8 × (Qsurf × A × q)0,56 × K × LS × C × P Y: lượng trầm tích trận mưa (tấn) Qsurf: dịng chảy bề mặt (mm) A: diện tích lưu vực (ha) q: đỉnh dòng chảy (lưu lượng dịng chảy lớn nhất) (m3/s) K: hệ số xói mịn đất (tấn.h/MJ/mm) hệ số địa hình (khơng thứ nguyên, LS = độ dốc sườn dốc 9%, chiều dài sườn dốc 22,1 m, độ rộng sườn dốc 1,83 m) LS: C: hệ số trồng (không thứ nguyên, chạy từ đến 1, C = đất bỏ hoang) P: hệ số biện pháp chống xói mịn (khơng thứ ngun, chạy từ đến 1, P = không áp dụng biện pháp chống xói mịn) 46 Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Xói mịn đất lưu vực Ví dụ ước tính lượng trầm tích trận mưa - Y Một lưu vực có giá trị tham số MUSLE sau: Qsurf A = 1000 q = 30 m3/s K = 0,05 tấn.h/MJ/mm LS = mm = 0,1 C = 0,135 P = 0,15 Tính lượng trầm tích? Y = 11,8 × (Qsurf × A × q)0,56 × K × LS × C × P = 11,8 × (2 × 1000 × 30)0,56 × 0,05 × 0,1 × 0,135 × 0,15 = 0,566 47 Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Xói mịn đất lưu vực Bài tập 10 Một lưu vực có giá trị tham số MUSLE sau: Qsurf = mm A = 1000 q = 30 m3/s LS = 0,70 K = 0,40 tấn.h/MJ/mm P = 0,55 Lượng trầm tích = 20 Tính hệ số C? 48 Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Xói mịn đất lưu vực u cầu cần đạt Xói mịn đất tượng bóc tách lớp đất tác nhân khác nhau, bao gồm hạt mưa rơi xuống đất, nước chảy bề mặt đất xuyên qua phẫu diện đất, gió lực hấp dẫn Căn theo tác nhân, phân loại xói mịn đất thành gió, nước, trọng lực Xói mịn bắn tóe tượng hạt mưa rơi xuống đất trống làm dịch chuyển hạt đất, phá hủy cấu trúc đất Xói mịn mặt loại bỏ đồng lớp đất mỏng khỏi sườn dốc Xói mịn rãnh xảy xói mịn mặt khơng kiểm sốt Xói mịn khối giai đoạn nghiêm trọng xói mịn rãnh Xói mịn bờ sơng xảy dòng suối bắt đầu “cắt” kênh sâu rộng 49 Copyright © 2023 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Xói mịn đất lưu vực Yêu cầu cần đạt Quá trình xói mịn đất mưa bao gồm giai đoạn: tách rời, vận chuyển, lắng đọng Tỉ lệ vận chuyển trầm tích tỉ số lượng trầm tích vào sơng suối, ao hồ lượng đất sườn dốc Phương trình đất phổ dụng - USLE phát triển từ thí nghiệm mơ xói mịn đất theo lượng mưa ô tiêu chuẩn nhằm dự đoán lượng đất trung bình nhiều năm đất nơng nghiệp điều kiện địa hình khí hậu nơng nghiệp khác Phương trình đất phổ dụng cải tiến - MUSLE phiên cải tiến USLE, thay lượng mưa dịng chảy nhằm dự đốn lượng trầm tích trận mưa theo ngày, tháng, năm đất nơng nghiệp điều kiện địa hình khí hậu nơng nghiệp khác 50