Đang tải... (xem toàn văn)
Nhằm mục tiêu đánh giá ảnh hƣởng của việc quy hoạch sử dụng đất đến xói mòn và bồi lắng lƣu vực sông Đak Bla tỉnh Kon Tum để phục vụ định hƣớng phát triển bền vững kinh tế - xã hội tỉnh,
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KLTN Thông tin địa lý ỨNG DỤNG GIS VÀ SWAT HỖ TRỢ CÔNG TÁC ĐỀ XUẤT QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CHO LƢU VỰC SÔNG ĐAK BLA, KON TUM Họ tên sinh viên: NGUYỄN KIỀU MINH THÔNG Ngành: Hệ thống Thơng tin Mơi trƣờng Niên khóa: 2010 – 2014 Tháng 6/2014 ỨNG DỤNG GIS VÀ SWAT HỖ TRỢ CÔNG TÁC ĐỀ XUẤT QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CHO LƢU VỰC SÔNG ĐAK BLA, KON TUM Tác giả NGUYỄN KIỀU MINH THƠNG Khóa luận đƣợc đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kĩ sƣ ngành Hệ thống Thông tin Môi trƣờng KLTN Thông tin địa lý Giáo viên hƣớng dẫn: Giáo viên hƣớng dẫn: PGS.TS NGUYỄN KIM LỢI KS LÊ HOÀNG TÚ Tháng năm 2014 i LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Kim Lợi, thầy KS Lê Hoàng Tú thầy cô công tác Trung tâm nghiên cứu biến đổi khí hậu trƣờng Đại học Nơng Lâm Hồ Chí Minh, ngƣời hƣớng dẫn tơi hồn thành báo cáo tốt nghiệp Cảm ơn quý thầy cô tận tình bảo, hỗ trợ động viên suốt thời gian qua Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến tất quý thầy cô Trƣờng Đại học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh Cảm ơn quý thầy cô kiến thức giúp đỡ chân tình dành cho tơi bốn năm học tập trƣờng KLTN Thông tin địa lý Cuối cùng, xin nói lời biết ơn sâu sắc cha mẹ chăm sóc, ni dạy thành ngƣời động viên tinh thần cho để yên tâm học tập Tp Hồ Chí Minh, Tháng 06/2014 Nguyễn Kiều Minh Thông Bộ môn Tài nguyên GIS Khoa Môi trƣờng & Tài nguyên Trƣờng Đại học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh ii TĨM TẮT Xói mòn bồi lắng tƣợng tự nhiên gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến đời sống dân cƣ mơi trƣờng sinh thái Xói mịn bồi lắng chịu ảnh hƣởng nhiều yếu tố có lớp phủ bề mặt bao gồm thực phủ loại che phủ khác nhƣ đất xây dựng, khu dân cƣ…Việc quy hoạch sử dụng đất góp phần làm thay đổi lớp phủ bề mặt đất góp phần làm ảnh hƣởng đến trạng xói mịn bồi lắng khu vực Điều địi hỏi cần phải có công cụ hữu hiệu để đánh giá ảnh hƣởng việc quy hoạch sử dụng đất đến trạng xói mòn bồi lắng địa phƣơng Nhằm mục tiêu đánh giá ảnh hƣởng việc quy hoạch sử dụng đất đến xói mịn bồi lắng lƣu vực sơng Đak Bla tỉnh Kon Tum để phục vụ định hƣớng phát triển bền vững kinh tế - xã hội tỉnh, đề tài “Ứng dụng GIS SWAT hỗ trợ công tác đề xuất quy hoạch sử dụng đất cho lƣu vực sông Đak Bla, tỉnh Kon Tum” đƣợc thực lý KLTN Thông tin địa Đề tài đƣợc nghiên cứu dựa sở lý thuyết tổng quan có liên quan đến đề tài nhƣ tổng quan khu vực nghiên cứu, tổng quan xói mịn bồi lắng, tổng quan SWAT nhƣ cách tính xói mịn bồi lắng mơ hình, tổng quan đề tài nghiên cứu liên quan Phƣơng pháp tiến hành nghiên cứu ứng dụng GIS mơ hình SWAT để xây dựng kịch đánh giá mức độ xói mịn bồi lắng lƣu vực theo quy hoạch sử dụng đất tỉnh Kon Tum đến năm 2020 Kết nghiên cứu cho thấy có chênh lệch lớn lƣợng bồi lắng giữa kịch bản: Kịch lƣợng bồi lắng đạt 21.964.060,2 tấn(giai đoạn 2005 – 2010), Kịch lƣợng bồi lắng 509.959.470 tấn(giai đoạn 2015 – 2020) Trên sở ta đề xuất số biện pháp bảo vệ nguồn tài nguyên đất, làm giảm lƣợng bồi lắng lƣu vực Đề tài đƣợc thực hoàn thành Trung tâm nghiên cứu biến đổi khí hậu trƣờng Đại học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh, thời gian từ 27/02/2014 đến 31/5/2014 iii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC VIẾT TẮT vii DANH MỤC HÌNH ẢNH viii DANH MỤC BẢNG BIỂU .x CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Giới hạn đề tài KLTN Thông tin địa lý CHƢƠNG TỔNG QUAN 2.1 Khu vực nghiên cứu 2.1.1 Vị trí địa lý 2.1.2 Địa hình 2.1.3 Khí hậu – thủy văn 2.1.4 Điều kiện kinh tế - xã hội .7 2.2 Khái quát xói mịn đất 2.2.1 Định nghĩa xói mịn đất 2.2.2 Các kiểu xói mịn 2.2.3 Tiến trình xói mịn đất 2.2.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến xói mịn đất 10 2.3 Sự bồi lắng .14 2.3.1 Định nghĩa 14 2.3.2 Quá trình hình thành .15 2.3.3 Ảnh hƣởng bồi lắng .15 iv 2.4 Mô hình SWAT .16 2.4.1 Tổng quan mô hình SWAT 16 2.4.2 Quá trình phát triển SWAT 17 2.4.3 Nguyên lý mô SWAT 20 2.4.4 Tiến trình mơ SWAT 22 2.5 Tổng quan cơng trình nghiên cứu xói mịn – bồi lắng giới Việt Nam 24 2.5.1 Trên giới 24 2.5.2 Tại Việt Nam 26 CHƢƠNG NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .29 3.1 Nội dung nghiên cứu .29 3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 29 3.2.1 Thu thập liệu – tài liệu .30 3.2.2 Xử lý liệu 31 3.2.3 Tiến trình ứng dụng mơ hình SWAT 33 3.2.4 Đánh giá độ xác 35 KLTN Thông tin địa lý 3.3 Cơ sở tính tốn xói mịn bồi lắng mơ hình SWAT 36 CHƢƠNG KẾT QUẢ - THẢO LUẬN .38 4.1 Bộ sở liệu đầu vào cho mơ hình SWAT lƣu vực sông Đak Bla .38 4.1.1 Dữ liệu DEM 38 4.1.2 Dữ liệu sử dụng đất .39 4.1.3 Dữ liệu đất 41 4.1.4 Dữ liệu khí tƣợng – thủy văn 43 4.2 Kết mơ tính tốn xói mịn bồi lắng 45 4.2.1 Giai đoạn từ 2005 – 2010 .45 4.2.2 Giai đoạn 2015 – 2020 48 4.3 Đánh giá xói mịn – bồi lắng hai giai đoạn 49 4.4 Đề xuất giải pháp hỗ trợ công tác đề xuất quy hoạch sử dụng đất 50 4.4.1 Tăng thảm phủ thực vật 50 4.4.2 Cân lợi ích kinh tế mơi trƣờng 53 v 4.4.3 Q trình thị hóa 54 4.4.4 Một số biện pháp hạn chế xói mịn bồi lắng khác 54 4.5 Mối liên hệ thay đổi sử dụng đất đến lƣợng bồi lắng 55 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .56 5.1 Kết luận 56 5.2 Kiến nghị 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO .58 KLTN Thông tin địa lý vi DANH MỤC VIẾT TẮT GIS Geography Information System (Hệ thống thông tin địa lý) SWAT Soil and Water Assessment Tool (Công cụ đánh giá đất nƣớc) DEM Digital Elevation Model (Mơ hình độ cao số) FAO Food and Agriculture Organization (Tổ chức Nông Lƣơng Liên Hiệp Quốc) USDA United States Department of Agriculture (Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ) SCS Soil Conservation Service (Dịch vụ bảo tồn đất trực thuộc USDA) USGS United States Geological Survey (Cục địa chất Hoa Kỳ) USLE Universal Soil Loss Erosion (Phƣơng trình đất tồn cầu) RUSLE Revided Universal Soil Loss Erosion (Phƣơng trình đất tồn cầu KLTN Thơng tin địa lý hiệu chỉnh) A/H Ảnh hƣởng vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 2.1 Vị trí địa lý lƣu vực sơng Đak Bla.………………… .… Hình 2.2 Đồ thị trạm khí tƣợng Kon Tum từ năm 2005-2010……………………… Hình 2.3 Các loại xói mịn tác nhân thể lỏng Hình 2.4 Tiến trình xói mịn đất…………………………………………………… 10 Hình 2.5 Các nhân tố ảnh hƣởng đến xói mịn đất………………………………… 10 Hình 2.6 Tiến trình tác động hạt mƣa đến xói mịn đất………………………….11 Hình 2.7 Mối quan hệ độ che phủ xói mịn đất…………………………… 13 Hình 2.8 Bồi lắng xói mịn lƣu vực sơng Đak Bla, Kon Tum……………… 15 Hình 2.9 Sơ đồ phát triển mơ hình SWAT………………………………………18 Hình 2.10 Sơ đồ chu trình thủy văn pha đất……………………………… …20 KLTN Thông tin chảy…………………………… 21 địa lý Hình 2.11 Sơ đồ trình diễn dịng Hình 2.12 Vịng lặp HRU/tiểu lƣu vực……………………………………………….22 Hình 2.13 Tiến trình mơ SWAT………………………………………………23 Hình 3.1 Sơ đồ tiếp cận………………………………………………………………30 Hình 3.2 Quy trình xử lý liệu DEM…………… ……………………… …… 31 Hình 3.3 Quy trình xử lý liệu sử dụng đất……………………………………… 32 Hình 3.4 Quy trình xử lý liệu thời tiết……………………………………………32 Hình 3.5 Quy trình chạy SWAT đánh giá xói mịn – bồi lắng lƣu vực Đak Bla, Kon Tum 34 Hình 3.6 Mơ lƣợng bồi lắng mơ hình SWAT 37 Hình 4.1 Bản đồ độ cao số lƣu vực sông Đak Bla 39 Hình 4.2 Bản đồ sử dụng đất năm 2010 lƣu vực sông Đak Bla tỉnh Kon Tum 40 Hình 4.3 Bản đồ sử dụng đất dự kiến lƣu vực sông Đak Bla tỉnh Kon Tum năm 2020 .41 Hình 4.4 Bản đồ đất lƣu vực sơng Đak Bla, Kon Tum 43 viii Hình 4.5 Vị trí trạm khí tƣợng thủy văn để mơ xói mịn bồi lắng lƣu vực sơng Đak Bla, Kon Tum 45 Hình 4.6 Lƣợng bồi lắng lƣu vực sông Đắk Bla giai đoạn 2005-2010 46 Hình 4.7 Lƣợng bồi lắng lƣu vực sơng Đắk Bla giai đoạn 2015-2020 47 Hình 4.8 Biểu đồ kiểm chứng lƣu lƣợng dòng chảy đầu lƣu vực sơng Đak Bla mơ hình SWAT phần mềm SWAT – CUP .48 Hình 4.9 So sánh lƣợng bồi lắng trung bình giai đoạn 2005 - 2010 giai đoạn 2015 – 2020……………………………………………………………… 49 Hình 4.10 Bản đồ phân định tiểu lƣu vực lƣu vực Đak Bla tỉnh Kon Tum…50 Hình 4.11 So sánh lƣợng bồi lắng kịch giữ nguyên diện tích rừng kịch theo quy hoạch giai đoạn 2015 – 2020……………………………… …………… 51 Hình 4.12 So sánh lƣợng bồi lắng giai đoạn 2005 - 2010 giai đoạn 2020 theo kịch giữ nguyên diện tích rừng………………………………………………… 52 Hình 4.13 So sánh lƣợng bồi lắng kịch giữ nguyên diện tích rừng phủ xanh đồi trọc kịch theo quy hoạch giai đoạn 2015 – 2020………………………….53 KLTN Thông tin 2005 địa- 2010 lý giai đoạn 1015 Hình 4.14 So sánh lƣợng bồi lắng giai đoạn 2020 theo kịch giữ nguyên diện tích rừng kết hợp phủ xanh đồi trọc……… 53 ix