Bài giảng - Phương pháp tưới tiêu - chương 5 pptx

82 BÀI V BIỆN PHÁP THUỶ NÔNG CẢI TẠO ĐẤT 5.1. Xói mòn. Ở nước ta 2/3 diện tích là vùng đồi núi. Nó có vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Vùng đồi núi trồng được rất nhiều loại cây: chè, cà phê, thuốc lá, cao su, chuối, dứa những vùng đồi núi thấp dốc thoải, những cao nguyên rộng lớn, tương đối bằng phẳng có thể mở rộng diện tích trồng cỏ chăn nuôi đại gia súc. 5.1.1. Tình hình xói mòn đất. Hàng năm, chiều dâỳ lớp đất mặn trên sườn dốc bị bào mòn từ 1 - 3cm, ước tính khối lượng đất bị mất đi từ 150 - 200 tấn/ha (nếu chưa có biện pháp chống xói mòn). - Dòng nước chảy trên mặt đất đã cuốn trôi đi nhiều chất dinh dưỡng, làm cho đất thoái hoá nhanh, năng suất cây trồng giảm nghiêm trọng thậm chí nhiều nơi không được thu hoạch. Ví dụ: Tại nông trường Mộc Châu năm 1959 năng suất lúa đạt 25 tạ/ha, đến năm 1961 chỉ còn 5 tạ/ha và năm 1962 không cho thu hoạch. 5.1.2. Các yếu tố gây xói mòn. Xói mòn là quá trình hạt đất bị tách khỏi đoàn lạp, cuốn trôi đi theo sườn dốc do mưa và dòng nước chảy trên mặt đất. Cường độ xói mòn đất phụ thuộc vào các yếu tố: Mưa, tính chất đất đai, địa hình và độ che phủ thực vật. a. Ảnh hưởng của mưa đến quá trình xói mòn. Mưa là nhân tố chủ yếu gây ra xói mòn đất. Xói mòn đất mạnh hay yếu là tuỳ thuộc vào cường độ mưa, tốc độ và đường kính hạt mưa. Khi đất ít cây che phù thì đất bị phá hoại trực tiếp bởi hạt mưa. Động năng của hạt mưa rơi phụ thuộc vào khối lượng, tốc độ rơi của nó. Theo V . V . Slachi Khin tốc độ mưa rơi được tính theo công thức: V = 13 d (m/s) Trong đó: V: Vận tốc hạt mưa rơi m/s d: Đường kính hạt mưa rơi (cm) Đường kính hạt mưa rơi phụ thuộc vào cường độ mưa. Để xác định đường kính hạt mưa có thể dùng 1 trong 3 công thức: d tb = 1,34 . I 0,182 d tb = 0,92 . I 0,21 d tb = 1,06 . I 0,119 d tb : Đường kính trung bình của hạt mưa (mm) I: Cường độ mưa rơi (mm/h) 83 Như vậy, cường độ mưa, tốc độ rơi của hạt mưa càng lớn thì sức phá hoại của hạt mưa đối với đất càng nhiều. Năng lượng gây mưa xói mòn được biểu hiện E = 916 + 331 log I Trong đó: E: Năng lượng xói mòn I: Cường độ mưa. b. Độ dốc mặt đất và chiều dài dốc. Độ dốc mặt đất có ảnh hưởng đến tốc độ dòng chảy trên sườn dốc, do đó ảnh hưởng đến cường độ xói mòn. Ví dụ: Ở Liên Xô, độ dốc mặt đất giảm từ 3 0 xuống 2 0 thì xói mòn giảm 1/3 lần. Đất có độ dốc càng dài, thì lượng đất trôi càng lớn. Ví dụ: Dốc dài 142m, lượng đất trôi 196 tấn/ha Dốc dài 248m, lượng đất trôi 254 tấn/ha. c. Ảnh hưởng của tính chất đất đến cường độ xói mòn. Tính chất đất như khả năng thấm nước, cấu trúc độ tơi xốp, độ chặt, sức liên kết hạt đất, độ bền vững hạt đất trong nước đều có quan hệ đến cường độ xói mòn. Đất có thành phần cơ giới nhẹ, tơi xốp, tính thấm nước tốt thì ít khả năng hình thành dòng chảy trên mặt so với đất có thành phần cơ giới nặng và chặt. Ở đất giàu Natri thì độ phân tán cao, đất giàu canxi thì độ phân tán kém. Theo A.S.Vozơnheski thấy rằng, sức kháng của đất phụ thuộc vào các chỉ tiêu sau: E = x Trong đó: E: Chỉ tiêu rửa trôi. d: Chỉ tiêu độ phân tán của đất. M: Độ ẩm đất lúc xói mòn. C: Khối lượng keo đất. a: Chỉ tiêu đoàn lạp của đất. : quan hệ d. Ảnh hưởng của độ che phủ thực vật trên mặt đất đến xói mòn. Tác dụng của độ che phủ thực vật: - Chống sự phá hoại trực tiếp của hạt mưa đối với đất. - Làm giảm tốc độ dòng chảy trên sườn dốc. - Làm tăng kết cấu của đất, tăng tính thấm nước của đất nên làm giảm dòng chảy trên mặt đất. d . M C . a Vs Vk Vs Vk SiO 2 R 2 0 3 84 Tác dụng lớp phủ thực vật nhiều hay ít đối với xói mòn phụ thuộc vào loại cây và thời kỳ sinh trưởng của nó, chế độ luân canh và biện pháp canh tác. Tóm lại: Lượng nước chảy đất trôi trên sườn dốc chịu ảnh hưởng tổng hợp của các yếu tố mưa, độ dốc, chiều dài dốc, tính chất đất đai và độ che phủ thực vật. Biểu thị bằng phương trình: G = A . L 1,5 . (I - K ) 1,5 . i 0,75 Trong đó: G: Lượng đất trôi A: Hệ số phụ thuộc vào các yếu tố khác ảnh hưởng đến sói mòn. L: Chiều dài dốc (m) I: Cường độ mưa (mm/ph) K: Hệ số thấm của đất (mm/ph) i: Độ dốc mặt đất. 5.1.3. Các biện pháp chống xói mòn a. Làm bờ ngăn nước Để giảm tốc độ dòng chảy trên sườn dốc, cần làm bờ ngăn nước dọc theo đường đồng mức. - Khi độ dốc mặt đất khoảng 0,02 < i < 0,12, đất thấm nước tốt hoặc trung bình, lượng mưa không lớn lắm thì chỉ cần đắp bờ dọc theo đường đồng mức. Mưa và đất trôi do xói mòn được đọng lại phía trên bờ, nước thấm vào đất làm tăng độ ẩm đất, còn đất đọng lại bồi đắp dần thành ruộng bậc thang bằng. - Độ dốc mặt đất > 0,05, chiều cao bờ h = 0,3 - 0,4m, mái bờ m = 1/4 - 1/5, độ sâu lớp nước có thể trữ lại phía trên bờ 0,2 - 0,4m. - Độ dốc mặt đất gần bằng 0,12, thì chiều cao bờ h = 0,4 - 0,6m, mái bờ m = 1/2 - 1/3. Khoảng cách của bờ được tính theo công thức: L = (1/i + m) Trong đó: L: Khoảng cách giữa hai bờ (m) h: Chiều cao bờ (m) P: Lượng mưa (mm)  : Hệ số dòng chảy i: Độ dốc m: Mái bờ b. Làm ruộng bậc thang. Tuỳ theo độ dốc mặt đất, tính chất đất, cây trồng và kỹ thuật canh tác mà xây dựng các loại ruộng bậc thang thích hợp. h 2 2P 85 - Ruộng bậc thang nửa đào, nửa đắp. Tầng đất đào càng dày thì chiều rộng của ruộng bậc thang càng lớn nhưng độ phì tự nhiên ở tầng đất mặt bị xáo trộn nhiều. Tuy nhiên, tầng đất đào cũng không nên nhỏ hơn 30 - 50cm. Gọi chiều rộng của ruộng bậc thang là L, tầng đất đào là y, độ dốc mặt đất là i n , độ dốc ruộng bậc thang là i t . Như vậy, chiều cao của ruộng bậc thang là: h = L . i n = tn n ii iy L    2 12 Hình 23: Ruộng bậc thang nửa đào, nửa đắp trên sườn dốc Trường hợp ruộng bậc thang có i t .= 0 L = ; h = 2y 1 + i n 2 - Để tránh tình trạng nước chảy xói lở thành nghiêng ruộng bậc thang cần làm bờ. Chiều cao bờ không nhỏ hơn 0,3m và chiều rộng đáy không nhỏ hơn 0,9m. - Chiều cao h của ruộng bậc thang thường 0,9 - 1,8m. c. Xây dựng mương sườn đồi. Mương trên sườn dốc có tác dụng cắt dòng chảy trên sườn dốc chống xói mòn. Bảo vệ thành khe suối, trữ được một khối lượng mưa nhất định làm tăng độ ẩm đất. d. Chống xói mòn bằng biện pháp canh tác nông nghiệp. Những biện pháp canh tác trên sườn dốc như cày đất, trồng cây dọc theo đường đồng mức, thực hiện xen canh gối vụ, trồng cây phân xanh phủ đất có tác dụng hạn chế 2y . i n 1+ i n 2 i n - i t 2y . 1 + i n 2 i n 86 đến mức thấp nhất sự phá hoại trực tiếp của hạt mưa đối với đất, tăng khả năng thấm nước của đất, giảm lượng dòng chảy và tốc độ dòng chảy trên sườn dốc. e. Các biện pháp lâm nghiệp chống xói mòn. Trồng rừng và bảo vệ rừng là biện pháp tích cực chống sói mòn. Căn cứ vào những tài liệu thực nghiệm thì 13 - 14% lượng nước mưa đọng lại trên cây rừng, có thể trên 50% lượng mưa được thấm vào đất. Như vậy, trồng và bảo vệ rừng sẽ giảm bớt dòng chảy trên mặt đất và lượng đất trôi. 5.2. Hạn hán. 5.2.1. Tình hình hạn hán Mức độ và thời gian hạn hán phụ thuộc vào điều kiện thời tiết hàng năm, khả năng dễ ẩm của đất, trình độ canh tác. Ở khu vực miền Trung, mùa mưa kết thúc vào khoảng tháng 2-3. Tiếp đó gió Tây khô nóng tràn về, lượng mưa ít, lượng nước bốc hơi nhiều, khả năng giữ ẩm của đất kém, đặc biệt ở các vùng đất cát và cát pha ven biển, đất đồi núi bị hạn hán trầm trọng. Khu vực miền Trung hạn hán kéo dài khoảng tháng 3 đến tháng 7. Ở khu vực này hàng năm có hàng trăm ha đất trồng trọt phải bỏ hóa vi bị hạn. Do đó cần có biện pháp kỹ thuật thủy lợi, nông nghiệp, lâm nghiệp thích hợp nhằm hạn chế tối đa các tác hại của hạn hán, cải tạo đất đưa vào phục vụ sản xuất. 5.2.2. Xây dựng hồ chứa nước. a. Các bước quy hoạch hồ chứa nước. - Địa điểm xây dựng hồ chứa nước. Thường ở những thung lũng hoặc những khe suối có diện tích lấy nước lớn, lòng khe suối rộng, cửa xây đập hẹp để chứa được nhiều nước, đập ngắn, tốn ít tiền, công trình an toàn. - Các tài liệu cơ bản trong quy hoạch hồ + Diện tích thu nước là một trong những tài liệu chính để tính toán lượng nước đến hồ, cân bằng nước hồ, lưu lượng qua đập. + Tài liệu thủy văn như mưa lũ, hệ số dòng chảy trên mặt, lượng nước bốc hơi. + Các tài liệu về yêu cầu tưới và yêu cầu dùng nước khác. - Tính toán cân bằng nước của hồ chứa nước : lượng nước đến hồ, chủ yếu do dòng chảy trên mặt, phụ thuộc vào lượng mưa hàng năm, điều kiện đất đai, địa hình và độ che phủ thực vật. - Xây dựng đập ngăn nước và tràn xã lũ: khi xây dựng phải chọn nơi ngắn nhất và dễ thi công. Thiết kế đập tràn phải căn cứ vào lượng lũ trên diện tích thu nước. b. Quản lý và sử dụng nước hồ để tưới. - Quản lý công trình. Sau khi xây dựng xong hồ chứa nước cần xây dựng ngay quy phạm bảo vệ các công trình trên hồ như đập ngăn nước, đập tràn, cống lấy nước. 87 Đối với đập ngăn nước, thường xuyên kiểm tra mái thượng lưu, trồng cỏ mái hạ lưu, đặc biệt lưu ý và sữa chữa kịp thời hiện tượng thấm nước qua đập tràn, qua móng đập, thân đập. Khi có lũ lớn, vượt quá khả năng trữ nước của hồ cần làm thêm tràn phụ và đắp “ con chạch” ở đập ngăn nước. Đối với đập tràn cần kiểm tra thường xuyên, nếu có hiện tượng sạt lỡ bồi lấp, phải sữa chữa kịp thời đảm bảo đúng mặt cắt thiết kế. - Sử dụng nước hồ để tưới. Muốn xây dựng kế hoạch dùng nước hồ chính xác cần tiến hành quan sát thu thập số liệu thực đo, hiệu chỉnh lại các tài liệu sau: + Lượng nước đến hồ: chủ yếu do dòng chảy trên mặt đất. Vì vậy cần đo lượng mưa và quan sát lượng dòng chảy trên mặt ở diện tích thu nước của hồ rồi hiệu chỉnh lại các tài liệu dùng trong quy hoạch. + Lượng nước tiêu hao: chủ yếu do bốc hơi và thẩm lậu. Biết được diện tích hồ thì xác định bốc hơi sát với thực tế. Lượng nước tiêu hao thẩm lậu của hồ có thể xác định bằng thí nghiệm trong phòng về hệ số thấm các loại đất đá đáy hồ, kết hợp với tài liệu theo dõi về sự thay đổi mực nước hồ qua từng tháng, khả năng rò rĩ đáy hồ và thấm ra vùng xung quanh hồ. Sau khi hiệu chỉnh các tài liệu kể trên, lập kế hoạch dùng nước và tính cân bằng nước hồ qua từng tháng. Để mở rộng diện tích tưới, nâng cao hiệu quả kinh tế của hồ chứa cần áp dụng các biện pháp kỹ thuật đưa nước lên tưới cho những cây trồng trên sườn đồi, các khe tưới cao hơn nước hồ. 5.3. Đất mặn và chua mặn. 5.3.1. Tình hình đất mặn và đất chua mặn. Đất mặn và đất chua mặn thường phân bố ở vùng ven biển từ Thanh Hóa đến Thừa Thiên Huế. Hầu hết đất mặn và đất chua mặn được sử dụng để trồng lúa và trồng cói. Một số diện tích đất có thành phần cơ giới nhẹ và địa hình tương đối cao, người ta trồng khoai lang, lạc, dưa hấu. Ruộng gần làng thường được đắp thành gò cao để trồng rau, trồng dâu, đất trũng có nước thường trồng lúa. Một số diện tích bãi phù sa cửa sông, ven biển trồng sú, vẹt, đước. Địa hình vùng ven biển nhìn chung thấp. Độ cao so với mực nước biển chứng 0,3- 2m. Mực nước ngầm đất ven biển nông và có độ mặn lớn nên việc sử dụng và cải tạo đất mặn gặp nhiều khó khăn. a. Nguyên nhân hình thành đất mặn ven biển. Đất mặn ven biển hình thành do các nguyên nhân sau: - Mùa khô, nước thủy triều lên, nước biển theo các sông vào đất liền tới 30- 40km. Mực nước sông có những vùng cao hơn mặt ruộng tới 1-2m, nước mặn rò rĩ qua 88 đê ngăn nước hoặc thấm qua các tầng đất bổ sung vào nước ngầm trong ruộng, làm cho nước ngầm dâng lên, do đó tầng đất canh tác nhiễm mặn thêm. - Khi có bão, biển động, nước mặn dâng cao, ngập vào đồng. - Phù sa bồi lấn ra biển thành bãi bồi. - Đất mặn còn xuất hiện ở một số vùng do sử dụng nước không hợp lý, lượng nước tưới quá nhiều làm cho nước ngầm chứa muối dâng lên, tầng canh tác bị nhiễm mặn. - Hiện nay, hiện tượng nuôi tôm không quy hoạch và mang tính tự phát cũng là nguyên nhân gây mặn. b. Anh hưởng của đất mặn đối với cây trồng. Anh hưởng của đất mặn đối với cây trồng phụ thuộc vào thành phần muối và nồng độ muối trong dung dịch đất. Có thể sắp xếp mức độ tác hại của thành phần muối khác nhau đối với cây trồng như sau: Na 2 CO 3 > NaHCO 3 >NaCl > Na 2 SO 4 Anh hưởng của nồng độ muối trong dung dịch đất được coi là chỉ tiêu phân loại đất mặn: Anh hưởng của nồng độ muối đối với cây trồng (Hàm lượng muối tình theo % trọng lượng đất khô) Mức độ mặn Tổng số muối tan (%) Hàm lượng Cl(%) Sunfat (%) Sinh trưởng của cây - Đất không mặn - Mặn ít - Mặn trung bình - Mặn nhiều - Rất mặn < 0,3 0,3 - 0,5 1,5 - 1,0 1,0 - 2,0 2,0 0,02 0,02 - 0,04 0,04 - 0,1 0,1 - 0,2 0,2 0,1 0,1 - 0,3 0,3 - 0,4 0,4 - 0,6 0,6 Bình thường Ít ảnh hưởng Bị ảnh hưởng nhiều Bị ức chế mạnh Cây bị chết Qua đó cho ta thấy, tổng số muối tan trên 0,3%, Cl % trên 0,02% ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và phát triển của cây trồng. 5.3.2. Biện pháp cải tạo đất mặn. Muốn cải tạo đất mặn triệt để, cần áp dụng hệ thống biện pháp thủy nông và nông nghiệp. Những biện pháp thủy nông cải tạo đất mặn là: rữa mặn, xây dựng mạng lưới tưới, tưới tiêu mặt ruộng, những biện pháp đề phòng mặn tái sinh. Những biện pháp nông nghiệp cải tạo đất mặn là làm đất, bón vôi, bón phân hữu cơ, trồng cây chịu mặn, trồng cây phân xanh. Các biện pháp sử dụng nước để cải tạo đất mặn là: a. Rữa mặn: Rữa là phương pháp cải tạo có hiệu quả và nhanh nhất để đưa lượng muối thừa đối với cây trồng ra ngoài khu vực trồng trọt. 89 - Quá trình thoát mặn trong đất khi rữa có thể chia làm 2 quá trình: Quá trình hoà tan muối trong đất và quá trình thoát muối ra ngoài khu vực trồng trọt theo dòng nước tiêu trên mặt đất hay thấm xuống tầng đất rồi chảy ra mương tiêu nước ngầm. - Xác định mức nước rữa M = M 1 + M 2 + E 0 - P (m 3 /ha) M : Mức nước rữa M 1 : Lượng nước cần để nâng độ ẩm đất trước khi rửa lên mức chứa ẩm tối đa đồng ruộng M 1 = 100 ( max -  0 ) d.h (m 3 /ha) M 2 : Lượng nước cần đưa muối thừa ra khỏi đất. 10 4 .d. h(S 0 - S) K S 0 : hàm lượng muối trong đất trước khi rữa (tính theo % trọng lượng đất khô kiệt). S : lượng muối trong đất sau khi rửa tính theo % trọng lượng đất khô (S = S cho phép). S cho phép = 0,25 . d . h - Phương pháp rữa: gồm phương pháp rữa mặn trên mặt và phương pháp thấm. Phương pháp rữa mặn trên mặt là quá trình thoát mặn chủ yếu theo dòng nước tiêu trên mặt đất. Rữa mặn thấm là quá trình muối theo nước thấm xuống tầng đất sâu rồi thoát ra mương tiêu nước ngầm. b. Phương pháp tiêu nước. Phương pháp này chủ yếu dựa vào hệ thống mương tiêu để rữa mặn. Mương tiêu vùng mặn có tác dụng hạ thấp mực nước ngầm, tạo điều kiện thoát mặn trong quá trình rữa, làm nhạt hóa nước ngầm, ngăn ngừa hiện tượng mặn trở lại. c. Chống mặn tái sinh. - Sử dụng nước tưới có nồng độ muối thấp; lấy nước ở vùng thượng lưu sông để tưới. - Thực hiện tốt công tác quản lý nước trên đồng ruộng - Ap dụng các biện pháp kỹ thuật nông nghiệp như làm ải đất, trồng cây phân xanh để tăng nguồn phân bón M 2 = . cây - Đất không mặn - Mặn ít - Mặn trung bình - Mặn nhiều - Rất mặn < 0,3 0,3 - 0 ,5 1 ,5 - 1,0 1,0 - 2,0 2,0 0,02 0,02 - 0,04 0,04 - 0,1 0,1 - 0,2 0,2 0,1 0,1 - 0,3 0,3 - 0,4. S cho phép = 0, 25 . d . h - Phương pháp rữa: gồm phương pháp rữa mặn trên mặt và phương pháp thấm. Phương pháp rữa mặn trên mặt là quá trình thoát mặn chủ yếu theo dòng nước tiêu trên mặt đất xuống tầng đất sâu rồi thoát ra mương tiêu nước ngầm. b. Phương pháp tiêu nước. Phương pháp này chủ yếu dựa vào hệ thống mương tiêu để rữa mặn. Mương tiêu vùng mặn có tác dụng hạ thấp mực