Nghiên cứu định lượng mức độ cát bay

Trong thời gian qua đã có một số công trình nghiên cứu quá trình cát bay tại vùng cát tỉnh Quảng Trị, trong đó có những công trình đã từng đề cập đến việc đánh giá cát bay nhưng đa số chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu nguyên nhân, đánh giá định tính quá trình cát bay. Tuy nhiên, để hạn chế quá trình cát bay có hiệu quả, tạo động lực cho khu vực phát triển bền vững thì yêu cầu đặt ra là cần phải xác định được lượng cát bay theo thời gian tại khu vực đồng thời đề xuất các giải pháp, các mô hình cải tạo đất có hiệu quả. Xuất phát từ yêu cầu đó cùng với lòng mong muốn được góp phần vào việc sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường đất, hạn chế quá trình cát bay ở vùng cát tỉnh Quảng Trị nói riêng và vùng cát miền Trung nói chung thúc đẩy tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu định lượng mức độ cát bay và đề xuất mô hình sử dụng hợp lý tài nguyên đất ở vùng cát tỉnh Quảng Trị” làm đề tài khoá luận tốt nghiệp.

Nguyễn Văn Lợi Khóa luận tốt nghiệp M U TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Đất tài nguyên có ý nghĩa quan trọng người Đất nơi cư trú, địa bàn khai thác tài nguyên khác, nơi xây dựng sở sản xuất công nghiệp hạ tầng xã hội… Tuy nhiên, trình suy thoái đất diễn nhanh nước ta nói riêng phạm vi tồn cầu nói chung mà nguyên nhân chủ yếu trình tự nhiên tác động người Trong loại đất đất cát xem đất nghèo dinh dưỡng, khó khai thác sử dụng Đồng thời, loại đất dễ xảy trình suy thối q trình cát bay Q trình cát bay chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố, quan trọng địa hình, khí hậu, thảm thực vật, đặc điểm lớp đất người Tỉnh Quảng Trị nằm khu vực Bắc Trung Bộ, có diện tích đất cát tương đối lớn (30.000ha) Cũng nhiều địa phương khác miền Trung, Quảng Trị thường xuyên xảy trình cát bay gây ảnh hưởng lớn đến đời sống sản xuất người dân Tỉnh Quảng Trị có đường bờ biển dài khoảng 75km lại vng góc với hướng gió thổi đến; dọc theo bờ biển dải cát rộng lớn với độ cao trung bình 4-5m, nhiều nơi cao đến 15-20m Mặt khác, thảm thực vật khu vực lại thưa thớt; khí hậu khơ hạn vào mùa hè, trung tâm hiệu ứng “Phơn” nên nhiệt độ khơng khí vào thời điểm cao làm cho lớp đất bề mặt khơ Chính điều kiện làm cho q trình cát bay vùng cát tỉnh Quảng Trị diễn mãnh liệt Với đặc trưng khí hậu nắng gió với đặc điểm đất cát khu vực có hàm lượng chất dinh dưỡng thấp, hàm lượng mùn khoảng 0,9%, thành phần hạt thô mà chủ yếu thạch anh, chiếm đến 80-90% Vì vậy, khả liên kết hạt yếu cần lực tác dụng tương đối hạt dễ dàng tách khỏi bề mặt di chuyển đến nơi khác gây ảnh hưởng lớn đến môi trường đất đời sống sản xuất người dân vùng Quá trình cát bay vùng cát tỉnh Quảng Trị chủ yếu xảy vào mùa hè mà gió Đơng Nam hoạt động mạnh kết hợp với thời kỳ gió Tây Nam khơ nóng cực thịnh Trong mùa Đơng, gió Đơng Bắc có cường độ lớn kèm theo mưa lớn đầu mùa mưa phùn cuối mùa nên q trình cát bay xảy mà chủ yếu q trình cát chảy, cát nhảy 1 Ngun Văn Lợi Khóa luận tốt nghiệp Trong chin lc phát triển kinh tế tỉnh vùng ven biển có vị trí quan trọng Trong tương lai, khu vực hệ thống tổng hợp ngành kinh tế gồm: công nghiệp, cảng biển, hậu cần biển, du lịch biển đồng sản xuất lương thực lớn tỉnh Tuy nhiên, trình cát bay gây ảnh hưởng lớn đến mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội tỉnh đề cho khu vực Để đạt mục tiêu cần phải hạn chế tối đa nạn cát bay, đồng thời phải có biện pháp cải tạo đất hợp lý Muốn vậy, cần có nhiều cơng trình nghiên cứu q trình suy thối diễn vùng cát, bao gồm nghiên cứu mặt lý thuyết lẫn thực tiễn để xác định xác q trình cát bay khu vực Trong thời gian qua có số cơng trình nghiên cứu trình cát bay vùng cát tỉnh Quảng Trị, có cơng trình đề cập đến việc đánh giá cát bay đa số dừng lại việc nghiên cứu nguyên nhân, đánh giá định tính q trình cát bay Tuy nhiên, để hạn chế q trình cát bay có hiệu quả, tạo động lực cho khu vực phát triển bền vững yêu cầu đặt cần phải xác định lượng cát bay theo thời gian khu vực đồng thời đề xuất giải pháp, mơ hình cải tạo đất có hiệu Xuất phát từ yêu cầu với lịng mong muốn góp phần vào việc sử dụng hợp lý tài nguyên bảo vệ mơi trường đất, hạn chế q trình cát bay vùng cát tỉnh Quảng Trị nói riêng vùng cát miền Trung nói chung thúc đẩy tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu định lượng mức độ cát bay đề xuất mơ hình sử dụng hợp lý tài ngun đất vùng cát tỉnh Quảng Trị” làm đề tài khoá luận tốt nghiệp MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Mục tiêu Để xác định lượng cát bay khu vực, đồng thời xem xét mức độ sai lệch lượng cát bay lý thuyết thực tế địi hỏi phải đánh giá mức độ cát bay (cả lý thuyết lẫn thực tế) từ đề xuất giải pháp giảm thiểu sử dụng tài nguyên đất có hiệu Vì vậy, mục tiêu nghiên cứu đề tài là: Xây dựng sở khoa học cho việc sử dụng, bảo vệ cải tạo đất cát có hiệu sở nghiên cứu định lượng mức độ cát bay đề xuất mô hình sử dụng hợp lý tài nguyên đất vùng cát tỉnh Quảng Trị hướng đến phát triển bền vững 2.2 Nhiệm vụ Để đạt mục tiêu đề tài nêu nhiệm vụ đề tài là: Nguyễn Văn Lợi Khóa luận tốt nghiệp - Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình cát bay khu vực ven biển tỉnh Quảng Trị - Phân tích nguyên nhân, thực trạng, ảnh hưởng trình cát bay khu vực - Khảo sát thực địa, đào phẫu diện lấy mẫu đất phân tích số tính chất hố lý đất có ảnh hưởng đến q trình cát bay khu vực nghiên cứu - Xây dựng quy trình phương pháp xác định lượng cát bay cho khu vực cách hợp lý - Nghiên cứu định lượng mức độ cát bay ảnh hưởng - Đề xuất mơ hình, giải pháp nhằm giảm thiểu mức độ ảnh hưởng trình cát bay đến hoạt động sản xuất sinh hoạt người dân GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 3.1 Giới hạn phạm vi không gian nghiên cứu Mặc dù nội dung đề tài nghiên cứu vùng cát tỉnh Quảng Trị Tuy nhiên chưa có tài liệu đề tài nghiên cứu giới hạn ranh giới vùng cát cụ thể Có số cơng trình nghiên cứu lấy ranh giới hành xã ranh giới không gian lãnh thổ nghiên cứu Điều giúp cho việc thống kê số liệu, đề xuất khai thác sử dụng lãnh thổ công tác quản lý thuận lợi Vì vậy, giới hạn không gian lấy ranh giới đất cát ranh giới hành cấp xã làm ranh giới khơng gian lãnh thổ nghiên cứu Tuỳ thuộc vào khoảng cách so với biển đặc điểm vùng cát, chia lãnh thổ nghiên cứu thành 02 tiểu vùng: - Tiểu vùng 01 vùng cát ven biển, bao gồm 19 xã: Vĩnh Thái, Trung Giang, Gio Hải, Gio Việt, Triệu An, Triệu Vân, Triệu Lăng, Hải An Hải Khê, Vĩnh Tú, Vĩnh Chấp, Vĩnh Trung, Gio Thành, Gio Mỹ, Triệu Sơn, Triệu Trạch, Hải Dương, Hải Ba, Hải Quế - Tiểu vùng 02 vùng cát nội đồng, có 05 xã 01 thị tứ: Hải Xuân, Hải Vĩnh, Hải Thiện, Hải Thượng, Hải Thọ thị tứ Diên Sanh 3.2 Giới hạn nội dung nghiên cứu đề tài Quá trình cát bay trình tự nhiên chịu tác động tổng hợp nhiều yếu tố, bao gồm tự nhiên nhân tác Đồng thi lónh th cha c Nguyễn Văn Lợi  Khãa luËn tèt nghiÖp nghiên cứu nhiều, vấn đề cần giải đề tài chưa có nhiều cơng trình nghiên cứu chi tiết, nguồn thơng tin cịn ỏi Vì đề tài giới hạn nội dung nghiên cứu sau: - Về nguyên nhân yếu tố ảnh hưởng: Đề tài phân tích phân tích yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến trình cát bay như: địa hình, khí hậu, thổ nhưỡng, thực vật, người Đồng thời đề tài nghiên cứu dạng cát bay gió; cịn số hình thức di chuyển cát khác nước, trọng lực không đề cập - Nghiên cứu đề xuất giải pháp nhằm giảm thiểu mức độ cát bay sở khảo sát, điều chỉnh, bổ sung để hoàn thiện mơ hình có khu vực nghiên cứu - Do thời gian thực đề tài tương đối ngắn (chỉ khoảng tháng), lại đầu thời kỳ trình cát bay nên thời gian quan trắc thực địa khơng nhiều nên kết tính tốn lượng cát bay kết thực tế chưa phản ánh hết trình cát bay khu vực PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong trình thực đề tài phương pháp sau sử dụng: 4.1 Phương pháp thống kê Dựa vào số liệu thu thập liên quan đến đề tài điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, cơng trình nghiên cứu cát bay khu vực để có nhìn khái quát lãnh thổ nghiên cứu Trên sở tài liệu, số liệu thu thập tiến hành hệ thống hoá loại đồ, tài liệu, số liệu liên quan đến đề tài, qua tránh việc dư thừa số liệu không cần thiết Nguồn tài liệu thống kê bao gồm: - Các báo cáo, sổ sách lưu trữ - Các tài liệu khảo sát ngồi thực địa - Các liệu tính tốn, thống kê từ loại đồ 4.2 Phương pháp khảo sát thực địa Đây phương pháp truyền thống thiếu khoa học Địa lý Phương pháp vừa giúp kiểm tra lại độ xác tài liệu, từ bổ sung thêm tư liệu cần thiết, đồng thời có nhìn tổng thể khu vực nghiên cứu Trong trình nghiên cứu tiến hành thực nghiệm hai đợt (cuối tháng IV tháng V) theo tuyn thc a sau: Nguyễn Văn Lợi Khóa luËn tèt nghiÖp - Khu vực vùng cát nội đồng huyện Hải Lăng - Khu vực Mỹ Thuỷ huyện Hải Lăng - Khu vực Triệu An, Triệu Vân huyện Triệu Phong - Khu vực Bắc cửa Việt huyện Gio Linh - Khu vực Vĩnh Thái, huyện Vĩnh Linh Hình 1: Khảo sát vùng cát nội đồng Hình 2: Lấy mẫu tầng đất mặt 4.3 Phương pháp đồ Bản đồ xem ngôn ngữ khoa học Địa lý Nó có khả biểu thị trực quan nhất, rõ ràng tính khơng gian đối tượng bề mặt đất, đồng thời có khả thể phân hoá nhân tố cảnh quan đơn vị cảnh quan độc lập Bản đồ cịn giúp nhà quản lý, quy hoạch có tầm nhìn vĩ mơ lãnh thổ để hoạch định chiến lược biện pháp phù hợp Toàn đồ hợp phần tự nhiên, hành chính, đồ tuyến khảo sát biên tập phần mềm MAPINFO 4.4 Phương pháp nghiên cứu phịng Cơng việc quan trọng nghiên cứu phịng hệ thống hố yếu tố tự nhiên kinh tế - xã hội để rút nhận định nguồn gốc, nguyên nhân trình cát bay khu vực nghiên cứu Một công việc quan trọng công tác nghiên cứu phịng để xác định đặc tính yếu tố ảnh hưởng đến cát bay phân tích đất phịng thí nghiệm, bao gồm: - Phân tích thành phần hạt: phương pháp rây khơ - Phân tích độ ẩm đất: phương pháp trọng lng Nguyễn Văn Lợi Khóa luận tốt nghiệp Hình 3: Rây mẫu Hình 4: Sấy khơ mẫu phân tích thành phần hạt phân tích độ ẩm đất CẤU TRÚC CỦA KHỐ LUẬN Ngồi phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục, nội dung đề tài trình bày chương: Chương 1: Các yếu tố ảnh hưởng thực trạng trình cát bay vùng cát tỉnh Quảng Trị Chương 2: Đánh giá mức độ cát bay vùng cát tỉnh Quảng Trị Chương 3: Đề xuất mơ hình sử dụng hợp lý tài ngun đất vựng cỏt tnh Qung Tr Nguyễn Văn Lợi Khãa luËn tèt nghiÖp CHƯƠNG CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG VÀ THỰC TRẠNG QUÁ TRÌNH CÁT BAY Ở VÙNG CÁT TỈNH QUẢNG TRỊ 1.1 VỊ TRÍ VÀ PHẠM VI LÃNH THỔ NGHIÊN CỨU Bờ biển Quảng Trị có chiều dài khoảng 75 km thuộc địa phận huyện Vĩnh Linh, Gio Linh, Triệu Phong Hải Lăng Có cửa biển lớn Cửa Tùng, Cửa Việt nhiều cửa, lạch nhỏ đổ biển Vùng cát Quảng Trị có diện tích 43.675ha diện tích đất cát 30.000ha tập trung 25 xã thị tứ, chiếm khoảng 7,5% diện tích tự nhiên tồn tỉnh Lãnh thổ nghiên cứu giới hạn phạm vi toạ độ địa lý từ 16 038’38” - 17010’23” độ vĩ Bắc; 106052’08” - 107023’06” độ kinh Đông Vùng ven biển tỉnh Quảng Trị tiếp giáp: - Phía Bắc giáp huyện Lệ Thuỷ, tỉnh Quảng Bình - Phía Nam giáp huyện Phong Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế - Phía Đơng giáp biển Đơng - Phía Tây giáp vùng đồng tỉnh Quảng Trị Do kiến tạo địa chất, vùng đồi thấp Đông Trường Sơn ăn tận biển Bờ biển từ Cửa Tùng phía Bắc (khoảng 12 km) chân đồi đất đỏ bazan thuộc xã Vĩnh Quang, Vĩnh Thạch (huyện Vĩnh Linh) Dãy đồi đất đỏ bazan phân chia vùng cát tỉnh Quảng Trị 02 khu vực: - Khu vực phía Bắc tỉnh, theo đường bờ biển dài 18 km, chiều rộng trung bình từ bờ vào đất liền khoảng km - Khu vực phía Nam chạy dài từ Nam Cửa Tùng đến giáp tỉnh Thừa Thiên Huế dài khoảng 45km qua địa phận huyện: Gio Linh, Triệu Phong Hải Lăng, chiều rộng trung bình từ bờ vào khoảng km, chỗ rộng tính từ bờ vào hết vùng cát nội đồng huyện Hải Lăng khoảng 12 km Theo khoảng cách so với biển mức độ tách biệt với vùng cát khác chia vùng cát tỉnh Quảng Trị thành tiểu vùng: Tiểu vùng cát ven biển tiểu vùng cát nội đồng - Tiểu vùng cát ven biển: Tiểu vùng bao gồm cát xã nằm sát gần biển (19 xã), diện tích cát ven biển 22.500ha, 51% diện tích ton vựng Nguyễn Văn Lợi Khóa luận tốt nghiÖp cát Trong cát ven biển, cát di động chiếm ưu Diện tích cồn cát đất cát di động 17.453ha, chiếm gần 78% diện tích đất cát ven biển - Tiểu vùng cát nội đồng: Tiểu vùng nằm tách biệt với vùng cát khác, có diện tích 7.500ha, chiếm 17,3% diện tích tự nhiên tồn vùng cát Loại hình cát nội đồng nằm sâu nội địa xen kẽ vùng đồng hẹp, địa hình phẳng Đây khu vực có đơng dân cư sinh sống sản xuất Nông, Lâm, Ngư nghiệp từ nhiều năm Cát nội đồng chủ yếu cát cố định có khả khai thác vào sản xuất nông nghiệp thuận lợi vùng cát ven biển Bảng 1.1: Diện tích tiểu vùng vùng cát Khu vực Diện tích Tỷ lệ (ha) (%) Tồn khu vực nghiên cứu 43.405 100 Vùng cát ven biển 22.500 51.84 Vùng cát nội đồng 7.500 17.28 13.405 30.88 Các vùng lại (đồng phù sa, đồi bazan,…) 1.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CÁT BAY Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.2.1 Các yếu tố tự nhiên a Đặc điểm địa chất: Vùng cát tỉnh Quảng Trị phận đồng ven biển Bắc Trung Bộ, hình thành cấu trúc uốn nếp dải Trường Sơn Bắc Tại khu vực phổ biến cát tạo bở rời trầm tích đại Tân sinh (Kainôzôi - Kz) mà chủ yếu Hôlôxen (QIV) sơng, gió biển lấp đầy địa hình trũng móng cổ có tuổi cổ sinh (Palêơzơi - Pz) Ở hoàn toàn vắng mặt thành tạo Trung sinh (Mêlơzơi - Mz) Nền địa chất có cấu trúc hai tầng: tầng trầm tích Tân sinh phủ lên, tầng móng Cổ sinh Trầm tích Hơlơxen khu vực nghiên cứu có thành phần thạch học chủ yếu cát thô, cát nhỏ cát mịn màu trắng, xám, vàng nhạt, có thay đổi kớch Nguyễn Văn Lợi Khóa luận tốt nghiệp thước hạt, thành phần, màu sắc từ biển vào đất liền có chứa quặng sa khống (cát thuỷ tinh với hàm lượng SiO2 tới 98 - 99%), than bùn sét b Đặc điểm địa hình: Vùng nghiên cứu chủ yếu phân bố dạng địa hình tích tụ, bề mặt địa hình tương đối phẳng, chạy song song với đường bờ biển cát cồn cát cao hẳn so với địa hình xung quanh Dạng địa hình thành tạo chủ yếu gió biển Các đụn cát thường tập trung gần biển ven đồng Địa hình vùng cát cao phía Bắc tỉnh thấp dần phía Nam Vùng cát phía Bắc (thuộc huyện Vĩnh Linh), dãy cồn cát cao từ 30 - 50m chạy dọc theo bờ biển, có cồn cát trắng cao tới 71m Địa hình Gio Linh thấp Vĩnh Linh, cồn cát cao từ 28 - 31m Cồn cát thường dạng di động chủ yếu Vùng cát phía Nam (chủ yếu huyện Triệu Phong, Hải Lăng), độ cao cồn cát thường từ - 15m Song nhìn chung địa hình tương đối phẳng Phía sau cồn cát gần bờ bãi cát có địa hình thấp chạy song song với biển Độ cao trung bình bãi cát từ - 5m Đây loại hình cát di động địa hình thấp thảm thực vật tương đối phát triển nên mức độ di chuyển Hình 1.1: Địa hình vùng cát nội đồng Hình 1.2: Các dải cát ven biển c Đặc điểm khí hậu: Tỉnh Quảng Trị nằm vùng chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới gió mùa tương đối điển hình: gió Tây khơ nóng mùa hè, gió Đơng Bắc ẩm t v Nguyễn Văn Lợi Khóa luận tèt nghiƯp đơng Vùng cát ven biển mang đầy đủ đặc trưng khí hậu Quảng Trị, đồng thời có đặc điểm riêng tiểu vùng khí hậu ven biển Cán cân xạ [15]:  Cũng toàn lãnh thổ Việt Nam, Vùng cát tỉnh Quảng Trị nằm khu vực nội chí tuyến Bắc bán cầu nên hàng năm có hai lần mặt trời qua thiên đỉnh Điều dẫn đến lãnh thổ nhận lượng xạ lớn khoảng 125 130 kcal/cm2.năm Phân bố lượng xạ tổng cộng năm theo không gian lãnh thổ có xu hướng tăng lên biển không đáng kể Trong năm lượng xạ tổng cộng phân bố theo mùa, thời kỳ có lượng xạ lớn kéo dài từ tháng IV-IX (12 -15 kcal/cm 2), cao tháng V, VI tháng VII đạt khoảng 14-15 kcal/cm2 có lên đến 24-25 kcal/cm2 (2007) Các tháng mùa đông có lượng xạ thấp khoảng 6,5-8,5 kcal/cm 2.tháng Chênh lệch hai tháng cực đại cực tiểu khoảng - 7Kcal/cm2/tháng Tổng lượng xạ năm lớn, chênh lệch xạ tháng không lớn, cán cân xạ dương lớn sở nhiệt độ tương đối cao bị biến đổi năm Chế độ nhiệt: [15]  Bảng 1.2: Nhiệt độ trung bình nhiều năm khu vực nghiên cứu Năm (Đơn vị 0C) Trung bình nhiều năm 1995 1998 1999 2000 2001 Tháng 19.8 22.0 19.5 20.3 20.9 20.5 Tháng 19.1 22.1 21.2 19.6 20.0 20.4 Tháng 21.8 23.9 14.1 22.0 22.8 20.9 Tháng 26.1 27.5 26.3 26.4 27.2 26.7 Tháng 28.0 29.0 26.6 27.8 28.0 27.9 Tháng 30.5 31.0 29.5 28.6 29.4 29.8 Tháng 29.7 30.6 30.3 29.0 29.9 29.9 Tháng 28.7 29.8 28.9 29.3 28.3 29.0 Tháng 26.9 26.8 28.0 26.5 27.2 27.1 Tháng 10 25.8 25.4 25.6 25.5 25.8 25.6 Tháng 11 21.4 23.5 23.3 21.7 22.1 22.4 Tháng 12 19.9 21.0 17.6 21.1 20.2 20.0 Tháng  10 