Ứng dụng GIS và SWAT hỗ trợ công tác đề xuất quy hoạch sử dụng đất cho lưu vực sông đak bla, kon tum

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 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 Thông tin Môi 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 THÔNG Khóa luận đƣợc đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kĩ sƣ ngành Hệ thống Thông tin Môi trƣờng 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 Nông Lâm Hồ Chí Minh, ngƣời hƣớng dẫn hoàn 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 Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh Cảm ơn quý thầy cô kiến thức giúp đỡ chân tình dành cho bốn năm học tập trƣờng Cuối cùng, xin nói lời biết ơn sâu sắc cha mẹ chăm sóc, nuôi 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 Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh ii TÓM TẮT Xói mòn bồi lắng tƣợng tự nhiên gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến đời sống dân cƣ môi trƣờng sinh thái Xói mòn 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 mòn bồi lắng khu vực Điều đòi 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 mòn bồi lắng lƣu vực sông 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 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 mòn bồi lắng, tổng quan SWAT nhƣ cách tính xói mòn bồi lắng mô hình, tổng quan đề tài nghiên cứu liên quan Phƣơng pháp tiến hành nghiên cứu ứng dụng GIS mô hình SWAT để xây dựng kịch đánh giá mức độ xói mòn 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 Nông 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 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 mòn đất 2.2.1 Định nghĩa xói mòn đất 2.2.2 Các kiểu xói mòn 2.2.3 Tiến trình xói mòn đất 2.2.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến xói mòn 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 mô SWAT 22 2.5 Tổng quan công trình nghiên cứu xói mòn – 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 mô hình SWAT 33 3.2.4 Đánh giá độ xác 35 3.3 Cơ sở tính toán xói mòn bồi lắng mô hình SWAT 36 CHƢƠNG KẾT QUẢ - THẢO LUẬN .38 4.1 Bộ sở liệu đầu vào cho mô 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 mô tính toán xói mòn 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 mòn – 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 môi trƣờng 53 v 4.4.3 Quá trình đô thị hóa 54 4.4.4 Một số biện pháp hạn chế xói mòn 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 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 (Mô 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 toàn cầu) RUSLE Revided Universal Soil Loss Erosion (Phƣơng trình đất toàn cầu hiệu chỉnh) A/H Ảnh hƣởng vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 2.1 Vị trí địa lý lƣu vực sông Đak Bla.………………… .… Hình 2.2 Đồ thị trạm khí tƣợng Kon Tum từ năm 2005-2010……………………… Hình 2.3 Các loại xói mòn tác nhân thể lỏng Hình 2.4 Tiến trình xói mòn đất…………………………………………………… 10 Hình 2.5 Các nhân tố ảnh hƣởng đến xói mòn đất………………………………… 10 Hình 2.6 Tiến trình tác động hạt mƣa đến xói mòn đất………………………….11 Hình 2.7 Mối quan hệ độ che phủ xói mòn đất…………………………… 13 Hình 2.8 Bồi lắng xói mòn lƣu vực sông Đak Bla, Kon Tum……………… 15 Hình 2.9 Sơ đồ phát triển mô hình SWAT………………………………………18 Hình 2.10 Sơ đồ chu trình thủy văn pha đất……………………………… …20 Hình 2.11 Sơ đồ trình diễn dòng chảy…………………………… 21 Hình 2.12 Vòng lặp HRU/tiểu lƣu vực……………………………………………….22 Hình 2.13 Tiến trình mô 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 mòn – bồi lắng lƣu vực Đak Bla, Kon Tum 34 Hình 3.6 Mô lƣợng bồi lắng mô 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 sông Đak Bla, Kon Tum 43 viii Hình 4.5 Vị trí trạm khí tƣợng thủy văn để mô xói mòn bồi lắng lƣu vực sông 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 sông Đắk Bla giai đoạn 2015-2020 47 Hình 4.8 Biểu đồ kiểm chứng lƣu lƣợng dòng chảy đầu lƣu vực sông Đak Bla mô 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 Hình 4.14 So sánh lƣợng bồi lắng giai đoạn 2005 - 2010 giai đoạn 1015 2020 theo kịch giữ nguyên diện tích rừng kết hợp phủ xanh đồi trọc……… 53 ix DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.1 Đặc trƣng nhánh sông lƣu vực sông Đak Bla……… …………….6 Bảng 2.2 Ảnh hƣởng độ dốc đến xói mòn đất………………………………… 12 Bảng 2.3 Tổng hợp số phƣơng pháp đánh giá xói mòn giới……………25 Bảng 3.1 Các liệu cần thiết cho đề tài…………………………………………….31 Bảng 4.1 Tỉ lệ loại đất lƣu vực Đak Bla .42 Bảng 4.2 Đặc trƣng địa lý trạm quan trắc khí tƣợng .44 Bảng 4.3 Diện tích rừng lƣợng bồi lắng theo kịch quy hoạch sử dụng đất khác năm 2020 địa bàn lƣu vực sông Đăk Bla tỉnh Kon Tum 45 x CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Hiện việc quy hoạch sử dụng đất không hợp lý giới nƣớc góp phần làm suy thoái lƣu vực mà hậu xói mòn đất bồi lắng dòng chảy làm ảnh hƣởng không nhỏ đến đời sống cộng đồng dân cƣ sống lƣu vực vùng hạ lƣu nhƣ ảnh hƣởng đến môi trƣờng sinh thái khu vực Có nhiều nguyên nhân làm cho lƣu vực suy thoái, nhƣng quan trọng việc sử dụng không hợp lý tài nguyên lƣu vực, số tài nguyên việc sử dụng đất đƣợc xem quan trọng Sự thay đổi kiểu sử dụng đất có ý nghĩa lớn ảnh hƣởng đến lƣu lƣợng dòng chảy, xói mòn đất đến việc chuyển biến khí hậu (Nguyễn Duy Liêm, 2013) Vì việc đánh giá ảnh hƣởng việc quy hoạch sử dụng đất đến suy thoái lƣu vực nói chung trạng xói mòn bồi lắng khu vực nói riêng vấn đề cấp thiết phát triển bền vững khu vực Có hai phƣơng pháp để đánh giá xói mòn bồi lắng phƣơng pháp thực nghiệm phƣơng pháp mô hình toán Ƣu điểm phƣơng pháp mô hình toán tốn chi phí, mô đƣợc khu vực rộng lớn hiểm trở hết hỗ trợ dự báo tƣơng lai Phƣơng pháp mô hình toán bật có mô hình thủy văn mô đƣợc lƣợng xói mòn bồi lắng theo ranh giới lƣu vực có độ xác cao (Nguyễn Trƣờng Ngân, 2012) Có nhiều mô hình thủy văn khác phục vụ cho việc nghiên cứu đánh giá xói mòn đất bồi lắng Trong SWAT mô hình đƣợc sử dụng phổ nhiều mang lại hiệu cao nghiên cứu trình xói mòn đất (Arnold ctv, 1998) Ngoài SWAT đƣợc ứng dụng rộng rãi việc quản lý bền vững tài nguyên thiên nhiên môi trƣờng (Garrity, D.P 1995; L V Du 2011; N.K Loi ctv, 2011) Lƣu vực sông Đak Bla thuộc địa bàn tỉnh Kon Tum có chiều dài khoảng 110, km chảy theo hƣớng Tây Trƣờng Sơn từ địa phận huyện Kon Plong tỉnh Kon Tum chảy ngƣợc theo hƣớng thành phố Kon Tum Do ảnh hƣởng việc khai thác đá, cát, rừng bừa bãi nhƣ hậu việc xây dựng đập thủy điện Yaly nên trạng xói mòn đất diễn phức tạp gây nên hậu nghiêm trọng cho đời sống ngƣời dân nhƣ ảnh hƣởng đến hệ sinh thái nơi Tình hình diễn biến thiên tai địa bàn tỉnh ngày diễn phức tạp điển hình nhƣ vụ sạt lở đất xói mòn gây làm chôn vùi hàng nghìn hecta rừng, cối hoa màu nhƣ khu dân cƣ lƣu vực Xói mòn suy giảm tính chất đất làm giảm diện tích trồng địa bàn Trầm tích xói mòn góp phần làm bồi tụ lòng sông hồ vận chuyển hạt từ nơi đến nơi khác từ làm suy giảm khả chứa nƣớc sông hồ Chính thiệt hại to lớn nói mà đặt yêu cầu bách phải có nghiên cứu đánh giá xói mòn bồi lắng để ngăn ngừa giảm thiểu hậu xói mòn đến đời sống kinh tế - xã hội tỉnh Xuất phát từ lý nên đề tài “Ứng dụng GIS SWAT hỗ trợ công tác đề xuất quy hoạch sử dụng đất cho lƣu vực sông Đak Bla, Kon Tum” đƣợc thực 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Ứng dụng GIS mô hình SWAT đánh giá ảnh hƣởng việc quy hoạch sử dụng đất đến xói mòn bồi lắng lƣu vực sông Đak Bla, tỉnh Kon Tum nhằm phục vụ định hƣớng phát triển bền vững kinh tế - xã hội tỉnh, với mục tiêu chi tiết : -Xây dựng lớp liệu đầu vào cho mô hình SWAT -Tính toán mô lƣợng bồi lắng lƣu vực sông Đak Bla, tỉnh Kon Tum năm 2010 năm 2020 -Đánh giá mức độ xói mòn bồi lắng lƣu vực sông Đak Bla tỉnh Kon Tum thời điểm năm 2010 năm 2020 -Đề xuất giải pháp hạn chế xói mòn bồi lắng hỗ trợ công tác quy hoạch sử dụng đất lƣu vực sông Đak Bla 1.3 Giới hạn đề tài Do hạn chế thời gian (4 tháng) nguồn lực nên đề tài em xét tác nhân gây xói mòn chủ yếu nƣớc giới hạn phạm vi khu vực nghiên cứu lƣu vực sông Đak Bla địa bàn tỉnh Kon Tum CHƢƠNG TỔNG QUAN 2.1 Khu vực nghiên cứu 2.1.1 Vị trí địa lý Sông Đak Bla nhánh sông lớn cấp I nằm phía Đông-Đông Nam tỉnh Kon Tum bắt nguồn từ núi Ngọc Cơ Rinh (cao 2.039 m) chảy theo hƣớng Đông Bắc-Tây Nam hợp lƣu với sông Sê San nơi cách Yaly 16km phía hạ lƣu Sông có chiều dài 110, km, diện tích lƣu vực 1.239 km² Sông Đak Bla có lƣu lƣợng trung bình năm tính theo thủy điện Thƣợng Kon Tum khoảng 15, m3 Phía Bắc giáp với hệ thống sông Thu Bồn phía Đông giáp với hệ thống sông Ba, phía Nam hạ lƣu sông Sê San Trong khuôn khổ đề tài ta xét đến lƣu vực sông Đak Bla nằm khu vực tỉnh Kon Tum (phần diện tích chảy qua huyện Kon Rẫy, huyện Kon Plong số xã huyện Đak Hà) Hình 2.1 Vị trí địa lý lưu vực sông Đak Bla 2.1.2 Địa hình Lƣu vực Đak Bla nằm phía Tây dãy Trƣờng Sơn độ cao từ 558 – 2039 m Đặc điểm địa hình đặc trƣng thấp dần từ Đông Bắc xuống Tây Nam Địa hình lƣu vực tính tỉnh Kon Tum chia thành dạng chủ yếu sau: - Địa hình núi trung bình núi cao: phân bố phía bắc phần lƣu vực tỉnh Kon Tum Độ dốc lớn bình quân từ 15o trở lên bao gồm núi cao liền dải phân cắt hiểm trở mặt địa hình tạo thành thung lũng khe suối Các núi đƣợc tạo thành đá biến chất cổ nên có dạng khối - Dạng địa hình núi thấp: phân bố trung tâm phần lƣu vực tỉnh Kon Tum Độ dốc bình quân 15 – 200 Đƣợc hình thành từ đồi trầm tích neogen đá bazan, biến chất; mức độ chia cắt vừa đến mạnh - Dạng địa hình thung lũng máng trũng: phân bố phía Nam phần lƣu vực tỉnh Kon Tum Độ dốc bình quân từ 10 – 150 Đƣợc hình thành từ địa hình bóc mòn ven sông; địa hình có hình lòng máng thấp dần phía Tây Nam 2.1.3 Khí hậu – thủy văn 2.1.3.1 Khí hậu Lƣu vực Đak Bla có khí hậu cao nguyên nhiệt đới gió mùa nằm với hai mùa rõ rệt:mùa mƣa từ tháng đến tháng 10 mùa khô từ tháng 11 đến tháng năm sau Trên lƣu vực, mùa Đông tháng 11 đến tháng Mùa Hạ tháng kết thúc vào tháng tháng 10 Lƣợng mƣa trung bình năm vào loại trung bình khoảng 2.121 mm, lƣợng mƣa năm cao 2.260 mm, năm thấp 1.234 mm, tháng có lƣợng mƣa cao tháng 8, tháng Trên lƣu vực Đak Bla hƣớng gió thay đổi theo mùa có đặc điểm gió mùa Đông Nam Á Hƣớng gió thịnh hành hƣớng Tây hƣớng Đông với tần suất xuất khoảng 28 ÷ 36% Hƣớng Bắc Nam xuất khoảng ÷ % Độ m trung bình hàng năm đạt khoảng 78 - 87% Tháng có độ m không khí cao tháng - (khoảng 90%), tháng thấp tháng (khoảng 66%) Tổng lƣợng bốc trung bình năm đo đƣợc trạm Kon Tum 940 mm/năm Lƣợng bốc lớn đo đƣợc vào tháng 2, tháng nhỏ vào tháng mùa mƣa Tổng lƣợng xạ năm lớn đạt 220-204Kcal/cm2 dẫn tới cân xạ năm đạt 95-115 Kcal/cm2 ảnh hƣởng đến tình trạng sản xuất nông nghiệp nhƣ phân bố thực vật tỉnh Số nắng trung bình năm đo đƣợc trạm Kon Tum đạt 2100-2400 h/năm 400 350 80 Độ m (%) 300 250 60 200 40 150 100 Lƣợng mƣa-bốc (mm) 100 20 50 0 10 11 12 Tháng Lƣợng mƣa Bốc Độ m Hình 2.2 Đồ thị trạm khí tượng Kon Tum từ năm 2005-2010 (Nguồn: Nguyễn Bách Thắng ctv, 2010) 2.1.3.2 Thủy văn Hệ thống sông Đak Bla gồm sông Đak Bla, sông Đak Ne, Đak Pơ ne suối nhánh; hƣớng chảy Đông Bắc – Tây Nam, đổ vào sông Sê San chảy qua địa phận tỉnh Gia Lai sang Cam Pu Chia Lƣu vực Đak Bla có độ cao nguồn sông 1.650m, vị trí hợp lƣu vào sông Sê San có độ cao 1.100m Tổng lƣợng dòng chảy năm lƣu vực Đak Bla khoảng 2.804.529.106 m3 chiếm 32, 43% tổng lƣợng dòng chảy năm tỉnh Đổ vào Đak Bla có 18 nhánh sông suối chính, có độ dài đa số từ 10 – 70 km Những suối lớn Đak Akol, Đak Pơ Ne, Ia Krom với tổng diện tích lƣu vực chiếm 60% diện tích lƣu vực sông Đak Bla Mật độ mạng lƣới sông Đak Bla 0,49km/km2 với hệ số uốn khúc 2, 03; độ dốc trung bình lòng sông 4% Trên lƣu vực sông Đak Bla có lƣợng mƣa năm bình quân lƣu vực 2.121 mm, sinh lƣợng dòng chảy năm Qo = 98, 5m3/s, mô số dòng chảy năm Mo = 32, l/s/km2, chiếm 24, 1% so với toàn lƣu vực Sê San Mùa khô lƣu vực Đak Bla có lƣợng mƣa nhỏ chiếm từ 10 ÷ 15% lƣợng mƣa năm có tháng kiệt tháng 2, 3, chiếm có 10% lƣợng nƣớc năm Bảng 2.1 Đặc điểm nhánh sông lưu vực sông Đak Bla Độ cao nguồn sông (m) Độ dài sông (km) Độ cao TB lưu vực (m) Sông Đak Pơ Ne 1150 35 1050 37 15,7 0,58 Sông Đak Ne 1500 55 1100 25 15,2 0,66 Sông Đak Bla 1200 81.2 700 41 10,5 0,41 Suối Đak Le 1040 40 725 22 12,4 0,31 Suối Đak Kấm 1040 18 715 23 13,1 0,55 Suối Chả Mon 820 12 725 27 14,3 0,37 Suối Đak Tcha 1000 15 715 49 11,6 0,45 Suối Đak Kenor 1150 10 705 31 13,2 0,61 Sông TT Độ rộng Độ dốc Mật độ TB TB lưu lưới sông lưu vực vực (%) (km/km2) (km) (Nguồn: Nguyễn Bách Thắng ctv, 2010) 2.1.4 Điều kiện kinh tế - xã hội Lƣu vực sông Đak Bla nằm địa bàn huyện Kon Rẫy, Kon Plong số xã huyện Đak Hà; tổng cộng khoảng 74.344 ngƣời (Niên giám thống kê 2010) Mật độ phân bố dân cƣ không đồng đều, thị trấn có mật độ dân cƣ đông, vùng nông thôn mật độ dân cƣ thƣa Lƣu vực Đak Bla nguồn cung cấp nƣớc thủy lợi nhƣ thủy điện lớn cho tỉnh Kon Tum nhƣ tỉnh lân cận Lƣu vực có lợi quốc lộ 14 thông thƣơng với tỉnh Gia Lai nhƣ khu kinh tế chủ đạo tỉnh Kết cấu hạ tầng: Lƣu vực sông Đak Bla nằm cạnh thành phố Kon Tum trung tâm kinh tế trị tỉnh điểm nút hệ thống giao thông đến cụ thể có đƣờng Hồ Chí Minh nối với tỉnh Tây Nguyên, Quảng Nam; quốc lộ 24 Quảng Ngãi; quốc lộ 40 Atôpƣ (Lào) Mạng lƣới giao thông thành phố đƣờng liên huyện, liên xã … đáp ứng đƣợc nhu cầu lại vận chuyển hàng hoá nhân dân Nằm vị trí chiến lƣợc Bắc Tây Nguyên, nơi có trục giao thông giao lƣu nƣớc Việt Nam – Lào – Campuchia, có Cửa kh u quốc tế Bờ Y mở nhiều triển vọng dich vụ, phát triển kinh tế giao lƣu quốc tế Các lĩnh vực kinh tế mạnh lƣu vực sông Đak Bla nói riêng trồng công nghiệp(cà phê,cao su,…), chế biến nông, lâm sản; công nghiệp thuỷ điện; công nghiệp vật liệu xây dựng; công nghiệp khai khoáng; du lịch dịch vụ(đặc biệt du lịch sinh thái) Trong ngành thuỷ điện ngành phát triển mạnh mẽ với khoảng 10 thuỷ điện hệ thống sông Đak Bla, có thuỷ điện có công suất lớn nhƣ thuỷ điện Ya Ly, thuỷ điện Thƣợng Kon Tum Về du lịch phong phú đa dạng, có nhiều di tích lịch sử nhƣ Ngục Kon Tum, Nhà thờ Kon Tum,…Trong đặc biệt phải kể đến khu du lịch sinh thái Măng Đen đƣợc bổ sung vào quy hoạch du lịch quốc gia ba vùng động lực lớn tỉnh (bên cạnh Khu kinh tế cửa kh u Bờ Y TP Kon Tum) 2.2 Khái quát xói mòn đất 2.2.1 Định nghĩa xói mòn đất Xói mòn đất có nhiều định nghĩa khác nhƣ: Ellison (1944): "Xói mòn tượng di chuyển đất nước mưa, gió tác động trọng lực lên bề mặt đất Xói mòn đất xem hàm số với biến số loại đất, độ dốc địa hình, mật độ che phủ thảm thực vật, lượng mưa cường độ mưa" Rattan Lal (1990): “Xói mòn đất mang lớp đất mặt nước chảy, tuyết tác nhân địa chất khác bao gồm trình sạt lở trọng lực” FAO (1994): "Xói mòn tượng phần tử mảnh, cục có lớp bề mặt đất bị bào mòn, trôi sức gió sức nước." Tóm lại, xói mòn đất trình phá hủy lớp thổ nhƣỡng bề mặt dƣới tác động yếu tố tự nhiên kinh tế xã hội, làm đất, giảm chất lƣợng đất ảnh hƣởng đến môi trƣờng, kinh tế xã hội Các khái niệm xói mòn đất phụ thuộc vào vào hƣớng tiếp cận đối tƣợng mục tiêu nghiên cứu 2.2.2 Các kiểu xói mòn Tùy theo tác nhân gây xói mòn, dạng xói mòn yếu tố ảnh hƣởng mà xói mòn dƣới tác nhân thể lỏng đƣợc chia thành loại nhƣ hình 2.3 Trong có kiểu xói mòn xói mòn nƣớc xói mòn băng hà Trong khuôn khổ đề tài tính tới tác nhân gây xói mòn chủ yếu nƣớc dƣới tác nhân mƣa dòng chảy Hình 2.3 Các loại xói mòn tác nhân thể lỏng (Nguồn: Nguyễn Trường Ngân, 2012) Xói mòn nƣớc gây tác động nƣớc chảy tràn bề mặt Để xảy xói mòn nƣớc cần có lƣợng mƣa làm tách hạt đất khỏi thể đất sau nhờ dòng chảy vận chuyển chúng Khoảng cách di chuyển hạt đất phụ thuộc vào lƣợng dòng chảy, địa hình bề mặt đất Theo Nguyễn Siêu Nhân cộng xét theo tác động dòng nƣớc, xói mòn nƣớc phân thành dạng sau: - Xói mòn theo lớp: Đất bị theo lớp không đồng vị trí khác bề mặt địa hình - Xói mòn theo khe, rãnh: Bề mặt đất tạo thành dòng xói theo khe, rãnh sƣờn dốc nơi mà dòng chảy đƣợc tập trung - Xói mòn mƣơng xói : Đất bị xói mòn dạng lớp khe, rãnh mức độ mạnh khối lƣợng nƣớc lớn, tập trung theo khe thoát xuống chân dốc với tốc độ lớn, làm đất bị đào khoét sâu 2.2.3 Tiến trình xói mòn đất Về nguyên lý, Ellision (1944) xem xói mòn đất nhƣ hàm số với biến số loại đất, độ dốc địa hình, mật độ che phủ thảm thực vật, lƣợng mƣa cƣờng độ mƣa Xói mòn trình tự nhiên, nhiên vài nơi trình diễn nhanh hoạt động ngƣời Ellision xác định tác nhân gây xói mòn mạnh mẽ xung lực hạt mƣa tác động vào mặt đất chia trình thành giai đoạn: - Giai đoạn 1: Hạt mƣa rơi xuống làm vỡ cấu trúc đất, tách rời hạt đất khỏi bề mặt đất - Giai đoạn 2: Những hạt đất bị bong bị dòng nƣớc trôi theo sƣờn dốc, di chuyển nơi khác, làm đất khu vực - Giai đoạn 3: Những hạt đất lắng đọng nơi khác, tăng thêm khối lƣợng đất cho nơi này, vùi lấp bề mặt đất cũ, làm cạn lòng hồ [...]... bồi lắng trên lƣu vực sông Đak Bla, tỉnh Kon Tum năm 2010 và năm 2020 -Đánh giá mức độ xói mòn và bồi lắng trên lƣu vực sông Đak Bla tỉnh Kon Tum tại thời điểm năm 2010 và năm 2020 -Đề xuất giải pháp hạn chế xói mòn và bồi lắng hỗ trợ công tác quy hoạch sử dụng đất trên lƣu vực sông Đak Bla 1.3 Giới hạn đề tài Do hạn chế về thời gian (4 tháng) và nguồn lực nên trong đề tài em chỉ xét tác nhân gây xói... quy hoạch sử dụng đất cho lƣu vực sông Đak Bla, Kon Tum đƣợc thực hiện 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Ứng dụng GIS và mô hình SWAT 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 nhằm phục vụ định hƣớng phát triển bền vững kinh tế - xã hội tỉnh, với các mục tiêu chi tiết : -Xây dựng các lớp dữ liệu đầu vào cho mô hình SWAT -Tính toán và mô phỏng... kịch bản quy hoạch sử dụng đất khác nhau năm 2020 trên địa bàn lƣu vực sông Đăk Bla tỉnh Kon Tum 45 x CHƢƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Hiện nay việc quy hoạch sử dụng đất không hợp lý trên thế giới và trong nƣớc đã và đang góp phần làm suy thoái lƣu vực mà một trong những hậu quả là xói mòn đất và sự bồi lắng dòng chảy làm ảnh hƣởng không nhỏ đến đời sống của cộng đồng dân cƣ sống trên lƣu vực và vùng... lòng sông và hồ do vận chuyển các hạt từ nơi này đến nơi khác từ đó làm suy giảm khả năng chứa nƣớc của sông hồ Chính vì những thiệt hại to lớn nói trên mà đặt ra yêu cầu bức bách phải có nghiên cứu đánh giá xói mòn bồi lắng để ngăn ngừa và giảm thiểu những hậu quả của xói mòn đến đời sống kinh tế - xã hội tỉnh Xuất phát từ các lý do trên nên đề tài Ứng dụng GIS và SWAT hỗ trợ công tác đề xuất quy hoạch. .. tích lƣu vực là 1.239 km² Sông Đak Bla có lƣu lƣợng trung bình năm tính theo thủy điện Thƣợng Kon Tum là khoảng 15, 2 m3 Phía Bắc giáp với hệ thống sông Thu Bồn phía Đông giáp với hệ thống sông Ba, phía Nam là hạ lƣu sông Sê San Trong khuôn khổ đề tài ta chỉ xét đến lƣu vực sông Đak Bla nằm trên khu vực tỉnh Kon Tum (phần diện tích chảy qua huyện Kon Rẫy, huyện Kon Plong và một số xã của huyện Đak Hà)... 2.2 Đồ thị trạm khí tượng Kon Tum từ năm 2005-2010 (Nguồn: Nguyễn Bách Thắng và ctv, 2010) 2.1.3.2 Thủy văn Hệ thống sông Đak Bla gồm sông chính Đak Bla, các sông Đak Ne, Đak Pơ ne và các suối nhánh; hƣớng chảy chính là Đông Bắc – Tây Nam, đổ vào sông Sê San chảy qua địa phận tỉnh Gia Lai sang Cam Pu Chia Lƣu vực Đak Bla có độ cao nguồn sông là 1.650m, tại vị trí hợp lƣu vào sông Sê San có độ cao là... trình xói mòn đất (Arnold và ctv, 1998) Ngoài ra SWAT còn đƣợc ứng dụng rộng rãi trong việc quản lý bền vững tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng (Garrity, D.P 1995; L V Du 2011; N.K Loi và ctv, 2011) Lƣu vực sông Đak Bla thuộc địa bàn tỉnh Kon Tum có chiều dài khoảng 110, 6 km chảy theo hƣớng Tây Trƣờng Sơn từ địa phận huyện Kon Plong tỉnh Kon Tum chảy ngƣợc theo hƣớng về thành phố Kon Tum Do ảnh hƣởng... sông của lưu vực sông Đak Bla Độ cao nguồn sông (m) Độ dài sông chính (km) Độ cao TB lưu vực (m) 1 Sông Đak Pơ Ne 1150 35 1050 37 15,7 0,58 2 Sông Đak Ne 1500 55 1100 25 15,2 0,66 3 Sông Đak Bla 1200 81.2 700 41 10,5 0,41 4 Suối Đak Le 1040 40 725 22 12,4 0,31 5 Suối Đak Kấm 1040 18 715 23 13,1 0,55 6 Suối Chả Mon 820 12 725 27 14,3 0,37 7 Suối Đak Tcha 1000 15 715 49 11,6 0,45 8 Suối Đak Kenor 1150... Về du lịch rất phong phú và đa dạng, có nhiều di tích lịch sử nhƣ Ngục Kon Tum, Nhà thờ Kon Tum, …Trong đó đặc biệt là nhất phải kể đến là khu du lịch sinh thái Măng Đen đƣợc bổ sung vào quy hoạch du lịch quốc gia và là một trong ba vùng động lực lớn của tỉnh (bên cạnh Khu kinh tế cửa kh u Bờ Y và TP Kon Tum) 7 2.2 Khái quát về xói mòn đất 2.2.1 Định nghĩa xói mòn đất Xói mòn đất có nhiều định nghĩa... Kenor 1150 10 705 31 13,2 0,61 Sông TT Độ rộng Độ dốc Mật độ TB TB lưu lưới sông lưu vực vực (%) (km/km2) (km) (Nguồn: Nguyễn Bách Thắng và ctv, 2010) 6 2.1.4 Điều kiện kinh tế - xã hội Lƣu vực sông Đak Bla nằm trong địa bàn huyện Kon Rẫy, Kon Plong và một số xã của huyện Đak Hà; tổng cộng khoảng 74.344 ngƣời (Niên giám thống kê 2010) Mật độ phân bố dân cƣ không đồng đều, ở thị trấn có mật độ dân cƣ