Ứng dụng viễn thám và gis đánh giá xói mòn đất do mưa trong bối cảnh biến đổi khí hậu tại thành phố uông bí, tỉnh quảng ninh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH NGUYỄN THỊ TRANG ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS ĐÁNH GIÁ XĨI MỊN ĐẤT DO MƯA TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TẠI THÀNH PHỐ NG BÍ, TỈNH QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU HÀ NỘI - 2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH NGUYỄN THỊ TRANG ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS ĐÁNH GIÁ XĨI MỊN ĐẤT DO MƯA TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TẠI THÀNH PHỐ NG BÍ, TỈNH QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu Mã số: 8900201.01QTD Người hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ Nguyễn Phi Sơn HÀ NỘI - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi thực hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Phi Sơn Luận văn khơng chép cơng trình nghiên cứu người khác Một số số liệu luận văn có trích dẫn kết nghiên cứu đề tài cấp nhà nước: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đại xây dựng mơ hình quản lý biến động tài ngun, hồn thiện cơng cụ quản lý nâng cao lực giám sát biến động sử dụng đất” mã số BĐKH10/16-20 tiến sĩ Nguyễn Phi Sơn làm chủ nhiệm đề tài Kết luận văn chưa cơng bố cơng trình khoa học khác Các thơng tin thứ cấp sử dụng luận văn có nguồn gốc rõ ràng, trích dẫn đầy đủ, trung thực qui cách Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm tính xác thực nguyên luận văn Tác giả Nguyễn Thị Trang i LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Biến đổi khí hậu “Ứng dụng viễn thám GIS đánh giá xói mịn đất mưa bối cảnh biến đổi khí hậu thành phố ng Bí, tỉnh Quảng Ninh” hồn thành tháng 11 năm 2020 Trong suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn, tác giả nhận nhiều giúp đỡ thầy cô, bạn bè gia đình Trước hết tác giả luận văn xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Nguyễn Phi Sơn trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ q trình nghiên cứu, sử dụng liệu hồn thành luận văn Đồng thời, cảm ơn cho phép sử dụng số liệu đề tài cấp nhà nước: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đại xây dựng mơ hình quản lý biến động tài ngun, hồn thiện công cụ quản lý nâng cao lực giám sát biến động sử dụng đất” mã số BĐKH10/16-20 tiến sĩ Nguyễn Phi Sơn làm chủ nhiệm đề tài Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Quý thầy cô giáo Khoa khoa học liên ngành - Trường Đại học Đại học Quốc gia Hà Nội giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện hướng dẫn suốt trình học tập thực luận văn Tác giả chân thành cảm ơn tới cán thuộc Trung tâm Lưu trữ liệu Khí tượng Thủy văn Hà Nội, Viện Khoa học Khí tượng thủy văn Biến đổi khí hậu, Sở Tài ngun Mơi trường Tỉnh Quảng Ninh hỗ trợ tài liệu đóng góp ý kiến cho số nội dung luận văn Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện để tác giả hồn thành luận văn Trong khn khổ luận văn, giới hạn thời gian kinh nghiệm nên khơng tránh khỏi thiếu sót Vì tác giả mong nhận ý kiến đóng góp q báu thầy bạn Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 02 tháng 11 năm 2020 Tác giả Nguyễn Thị Trang ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG .vii DANH MỤC HÌNH .viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan biến đổi khí hậu, kịch biến đổi khí hậu 1.2 Tổng quan công nghệ viễn thám hệ thống thông tin địa lý 1.2.1 Khái quát công nghệ viễn thám 1.2.2 Khái quát hệ thống thông tin địa lý 10 1.3 Tổng quan nghiên cứu xói mịn đất 14 1.3.1 Khái niệm xói mịn đất 14 1.3.2 Tổng quan phân loại xói mịn đất 14 1.3.3 Tổng quan nghiên cứu xói mịn đất giới Việt Nam 15 1.4 Phương trình đất tổng quát USLE 19 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ XĨI MỊN ĐẤT HIỆN TRẠNG VÀ THEO KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 21 2.1 Nghiên cứu ứng dụng viễn thám thành lập đồ xói mịn đất mưa 21 2.1.1 Ứng dụng viễn thám thành lập đồ hệ số C 21 2.1.2 Ứng dụng viễn thám thành lập đồ hệ số P 22 2.2 Nghiên cứu ứng dụng hệ thống thơng tin địa lý thành lập đồ xói mòn đất mưa 23 2.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu 24 2.3.1 Điều kiện tự nhiên 24 2.3.2 Các nguồn tài nguyên 26 2.3.3 Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội 28 2.4 Tác động biến đổi khí hậu kịch biến đổi khí hậu thành phố ng Bí, tỉnh Quảng Ninh 29 iii CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ ĐẤT BỊ XĨI MỊN DO MƯA TẠI THÀNH PHỐ NG BÍ, TỈNH QUẢNG NINH 31 3.1 Xây dựng đồ xói mịn đất dựa số kịch biến đổi khí hậu 2016-2035 31 3.2 Thành lập đồ xói mịn đất trạng mưa thành phố ng Bí, tỉnh Quảng Ninh 32 3.2.1 Bản đồ hệ số xói mịn mưa (R) 33 3.2.2 Bản đồ hệ số chiều dài sườn dốc (L) hệ số độ dốc (S) 36 3.2.3 Bản đồ hệ số xói mòn đất (K) 40 3.2.4 Bản đồ hệ số che phủ quản lý đất (C) 47 3.2.5 Bản đồ hệ số áp dụng biện pháp canh tác, bảo vệ đất (P) 49 3.2.6 Tổng hợp đồ xói mịn 54 3.3 Kết xác định diện tích đất bị xói mịn mưa 58 3.3.1 Kết xác định diện tích đất bị xói mịn mưa theo mức độ 58 3.3.1 Kết xác định đất bị xói mịn mưa theo đơn vị hành 59 3.4 Thành lập đồ xói mịn đất mưa thành phố ng Bí, tỉnh Quảng Ninh theo kịch biến đổi khí hậu (2016-2035) 62 3.5 Đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu tới mức độ xói mịn đất mưa cho thành phố ng Bí, tỉnh Quảng Ninh 67 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT A1B Kịch phát thải trung bình A1FI Kịch phát thải cao A2 Kịch phát thải cao AR4 Báo cáo đánh giá lần thứ IPCC (Fourth Assesment Report) AR5 Báo cáo đánh giá lần thứ IPCC (Fifth Assesment Report) ArcGIS Dòng sản phẩm hỗ trợ hệ thống thông tin địa lý (GIS) ESRI B1 Kịch phát thải thấp B2 Kịch phát thải trung bình BĐKH Biến đổi khí hậu C Hệ số che phủ quản lý đất CBCC Dự án Tăng cường lực quốc gia ứng phó với Biến đổi khí hậu Việt Nam, giảm nhẹ tác động kiểm sốt phát thải khí nhà kính CBICS Dự án tăng cường lực thực chiến lược quốc gia biến đổi khí hậu (Capacity Building and support to the Implementaion of the NationalClimate Change Strategy Project) DBMS Hệ quản trị sở liệu DBMS Hệ quản trị sở liệu DEM Mơ hình số độ cao GDEM phương pháp mơ hình GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System) IPCC Ủy ban liên phủ biến đổi khí hậu (The Intergovernmental Panel on Climate Change) K Hệ số kháng xói mịn đất (Kg.h/KJ.mm) L Hệ số chiều dài sườn dốc NDVI Giá trị Tính số thực vật OC Hàm lượng carbon hữu OM Quá trình chuyển hóa chất hữu OOA phương pháp giải đốn ảnh viễn thám hướng đối tượng P Hệ số canh tác bảo vệ đất R hệ số xói mịn mưa (KJ.mm/m2.h.năm) RCM Mơ hình hồn lưu chung khí RCP4.5 Kịch nồng độ khí nhà kính trung bình thấp v S Hệ số độ dốc SWAT Mơ hình thủy văn USLE Phương trình đất phổ dụng VNREDSAT-1 Vệ tinh quang học quan sát Trái Đất (Vietnam Natural Resources, Environment and Disaster-monitoring Satellite-1) vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hệ thống viễn thám Hình 1.2 Hệ thống thu nhận ảnh vệ tinh 10 Hình 1.3 Cấu trúc hệ thống thông tin địa lý 11 Hình 2.1 Ảnh tổ hợp màu tự nhiên từ ảnh vệ tinh Landsat 35 Hình 2.2 Bản đồ số thực vật Thành phố ng Bí 22 Hình 2.3 Quy trình ứng dụng hệ thống thơng tin địa lý thành lập đồ xói mịn đất 23 Hình 2.4 Vị trí địa lý Thành phố ng Bí 24 Hình 3.1 Quy trình xây dựng đồ trạng xói mịn đất mưa 32 Hình 3.2 Quy trình tính hệ số R 33 Hình 3.3 Nội suy hệ số R Spatial Analyst Tool ArcGIS 34 Hình 3.4 Bản đồ hệ số mưa thành phố ng Bí 35 Hình 3.5 Quy trình thành lập hệ số độ dốc chiều dài sườn dốc (LS) 36 Hình 3.6 Tính độ dốc từ mơ hình số độ cao (DEM) 37 Hình 3.7 Kết xử lý DEM 37 Hình 3.8 Kết tính hướng dịng chảy (Flow Direction) 37 Hình 3.9 Tính dịng chảy tích lũy Flow Accumulation ArcGIS 38 Hình 3.10 Tính hệ số LS 39 Hình 3.11 Bản đồ hệ số LS Thành phố ng Bí 39 Hình 3.12 Tam giác cấu trúc đất 41 Hình 3.12 Bản đồ hệ số K Thành phố ng Bí 46 Hình 3.13 Bản đồ hệ số C Thành phố ng Bí 49 Hình 3.14 Bản đồ lớp phủ Thành phố ng Bí 2017 Error! Bookmark not defined Hình 3.15 Bản đồ hệ số P Thành phố ng Bí 53 Hình 3.16 Tính tốn xói mịn Raster Calculator 54 Hình 3.17 Tính giá trị xói mịn đến khoanh vi đất Zonal Statistics as Table 54 Hình 3.18 Bản đồ điểm điều tra xói mịn Thành phố ng Bí, Quảng Ninh 55 Hình 3.19 Bản đồ xói mịn đất trạng Thành phố ng Bí 57 Hình 3.20 Bản đồ hệ số mưa biến đổi theo kịch biến đổi khí hậu 65 Hình 3.21 Bản đồ xói mịn Thành phố ng Bí theo kịch BĐKH 66 Hình 3.22 Bản đồ mức độ biến đổi xói mịn Thành phố ng Bí……… … 68 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Phân cấp đánh giá đất bị xói mịn 24 Bảng 2.2 Tài ngun khống sản Thành phố ng Bí 28 Bảng 2.3 Nguy ngập nước biển dâng biến đổi khí hậu Quảng Ninh 30 Bảng 3.1 Kết tính hệ số R cho trạm đo 34 Bảng 3.2 Bảng tính hệ số K cho điểm mẫu 43 Bảng 3.3 Kết tính hệ số K đến loại đất 45 Bảng 3.4 Hệ số C cho loại sử dụng đất Thành phố ng Bí 47 Bảng 3.5 Hệ số P cho loại sử dụng đất Thành phố ng Bí 50 Bảng 3.6 Hệ số P 52 Bảng 3.7 Thống kê diện tích xói mịn đất trạng Thành phố ng Bí 55 Bảng 3.8 Thơng số màu cho mức độ xói mịn 56 Bảng 3.9 Diện tích đất xói mòn 56 Bảng 3.10 Diện tích đất bị xói mòn mưa theo loại sử dụng đất 58 Bảng 3.11 Diện tích đất bị xói mịn mưa theo loại đơn vị hành 61 Bảng 3.12 Lượng mưa biến đổi theo kịch biến đổi khí hậu 2016 62 Bảng 3.13 Hệ số R biến đổi theo kịch biến đổi khí hậu 2016 62 Bảng 3.14 Thống kê diện tích xói mịn đất theo kịch biến đổi khí hậu Thành phố ng Bí 65 Bảng 3.15 Diện tích đất bị xói mịn theo kịch biến đổi khí hậu .69 Bảng 3.16 Diện tích đất bị xói mòn theo loại sử dụng đất .70 viii 3.3 Kết xác định diện tích đất bị xói mịn mưa 3.3.1 Kết xác định diện tích đất bị xói mịn mưa theo mức độ - Diện tích đất khơng bị xói mịn 10.220,07 ha, chiếm 50,07% tổng diện tích điều tra - Diện tích đất bị xói mịn 10.192,39 ha, chiếm 49,93% diện tích điều tra, Trong đó: + Diện tích đất bị xói mịn mức mạnh 4.742,67 ha, chiếm 23,23% diện tích điều tra phân bố đất lâm nghiệp 4.394,34 đất đồi núi chưa sử dụng 315,23 ha, đất lâu năm 33,1 + Diện tích đất bị xói mịn mức trung bình 19,69 ha, chiếm 0,1% diện tích điều tra, phân bố chủ yếu đất đồi núi chưa sử dụng 19,69 + Diện tích đất bị xói mịn mức yếu có 5.430,03 ha, chiếm 26,6% diện tích điều tra, chủ yếu xuất đất lâm nghiệp 5.248 ha, đất đồi núi chưa sử dụng 98,6 ha, đất trồng lâu năm 83,43 Bảng 3.10 Diện tích đất bị xói mịn mưa theo loại sử dụng đất Mức độ xói mịn mưa (ha) Loại đất Đất sản xuất nông nghiệp Đất lâm nghiệp Đất nuôi trồng thủy sản Đất nông nghiệp khác Đất chưa sử dụng Đất đồi núi chưa sử dụng Đất Xói khơng bị xói mịn mịn yếu 4.319,95 83,43 3.913,11 Xói Diện tích Xói Tổng diện mịn mạnh tích đất bị xói mịn - 33,10 116,53 4.436,48 5.248,00 - 4.394,34 9.642,34 13.555,45 1.563,21 - - - - 1.563,21 4,81 - - - - 4,81 418,99 - - - - 418,99 - 98,6 19,69 315,23 433,52 433,52 mòn trung bình điều tra (ha) Tổng số (ha) Cơ cấu (% diện tích 100 điều tra) (Nguồn: Nguyễn Phi Sơn, 2019) (*) Diện tích đất khơng bị xói mịn bình sai theo số liệu Thống kê đất đai TP ng Bí năm 2016 58 3.3.1 Kết xác định đất bị xói mịn mưa theo đơn vị hành Từ kết xây dựng Bản đồ đất bị xói mịn mưa thành phố ng Bí cho thấy hầu hết xã, phường thành phố bị xói mịn mức độ khác Cụ thể: * Kết xác định diện tích đất bị xói mịn mưa phường Bắc Sơn Trong tổng diện tích điều tra 2.456,09 có 2.115,25 đất bị xói mịn, chiếm 86,12% diện tích điều tra Diện tích đất bị xói mịn chia theo mức độ sau: - Xói mịn mức mạnh có 682,7 (chiếm 32,28%) xói mịn mức yếu có 1.432,55 (chiếm 67,72%) Tập trung địa bàn nơi có địa hình cao thảm thực vật che phủ bị giảm * Kết xác định diện tích đất bị xói mịn mưa phường Nam Khê Trong tổng diện tích điều tra 506,02 có 275,75 đất bị xói mịn (chiếm 54,49%) Diện tích đất bị xói mịn chia theo mức độ sau: - Xói mịn mức mạnh có 134,02 (chiếm 48,6% diện tích bị xói mịn); xói mịn mức yếu có 141,73 (chiếm 51,4% diện tích đất bị xói mịn) Các khu vực xuất xói mịn mạnh địa bàn phường chủ yếu khu vực có độ dốc lớn, thảm thực vật nghèo nàn, suy giảm * Kết xác định diện tích đất bị xói mịn mưa phường Quang Trung Trong tổng diện tích điều tra 886,24 có 329,4 đất bị xói mịn (chiếm 37,17%) Diện tích đất bị xói mịn mức mạnh có 329,4 (chiếm 100% diện tích đất bị xói mịn) Các khu vực bị xói mịn mức mạnh xuất vùng có thảm thực vật che phủ bị suy giảm, đất rừng trồng khơng có thảm thực vật (đất chưa sử dụng) * Kết xác định diện tích đất bị xói mịn mưa phường Thanh Sơn Trong tổng diện tích điều tra 702,77 có 334,86 đất bị xói mịn (chiếm 47,65%) Diện tích đất bị xói mịn mức mạnh có 309,33 (chiếm 92,38%); xói mịn mức yếu có 25,53 (chiếm 7,62%) * Kết xác định diện tích đất bị xói mịn mưa phường Trưng Vương Trong tổng diện tích điều tra 208,23 có 122,27 đất bị xói mịn (chiếm 58,72%) Diện tích đất bị xói mịn mức yếu có 122,27 (chiếm 100% diện tích đất bị xói mịn) 59 * Kết xác định diện tích đất bị xói mịn mưa phường Vàng Danh Trong tổng diện tích điều tra 4.393,83 có 2.415,69 đất bị xói mịn (chiếm 54,98%) Diện tích đất bị xói mịn mức mạnh có 1.012,25 (chiếm 41,9%); xói mịn mức yếu có 1.403,44 (chiếm 58,1%) Các khu vực xói mòn phân bố tập trung khu vực đất chuyển từ đất rừng trồng, đất lâu năm khơng có thảm thực vật (đất chưa sử dụng) * Kết xác định diện tích đất bị xói mịn mưa xã Thượng Yên Công Trong tổng diện tích điều tra 6.284,73 có 3.781,23 đất bị xói mịn (chiếm 60,17%) Diện tích đất bị xói mịn mức mạnh có 1.495,22 (chiếm 39,54%); xói mịn mức yếu có 2.286,01 (chiếm 60,46%) * Kết xác định diện tích đất bị xói mịn mưa phường Phương Đơng Trong tổng diện tích điều tra 1.981,42 có 817,94 đất bị xói mịn (chiếm 41,28%) Diện tích đất bị xói mịn mức mạnh có 779,75 (chiếm 95,33%); xói mịn mức trung bình có 19,69 (chiếm 2,41%); xói mịn mức yếu có 18,5 (chiếm 2,26%) 60 Bảng 3.11 Diện tích đất bị xói mịn mưa theo loại đơn vị hành Mức độ xói mịn mưa (ha) STT Đơn vị hành Đất khơng Xói mịn bị xói mịn yếu Diện tích Xói mịn Tổng diện Xói mịn trung tích đất bị mạnh bình xói mịn điều tra (ha) Phường Bắc Sơn 340,84 1.432,55 - 682,70 2.115,25 2.456,09 Phường Nam Khê 230,27 141,73 - 134,02 275,75 506,02 Phường Quang Trung 556,84 - - 329,40 329,40 886,24 25,53 - 309,33 334,86 702,77 85,96 122,27 - - 122,27 208,23 1.978,14 1.403,44 - 1.012,25 2.415,69 4.393,83 786,74 - - - - 786,74 1.240,71 - - - - 1.240,71 2.503,50 2.286,01 - 1.495,22 3.781,23 6.284,73 - - - - 965,68 18,50 19,69 779,75 817,94 1.981,42 Phường Thanh Sơn 367,91 Phường Trưng Vương Phương Vàng Danh Xã Điền Công Phường Phương Nam Xã Thượng Yên Công 10 Phường Yên Thanh 965,68 11 Phường Phương Đông Tổng số (ha) 1.163,48 10.220,07 5.430,03 19,69 4.742,67 10.192,39 20.412,46 (Nguồn: Nguyễn Phi Sơn, 2019) 61 3.4 Thành lập đồ xói mịn đất mưa thành phố ng Bí, tỉnh Quảng Ninh theo kịch biến đổi khí hậu (2016-2035) Để thành lập đồ xói mòn đất mưa theo kịch BĐKH năm 2016, ta tính đến biến đổi yếu tố lượng mưa, yếu tố khác coi không thay đổi Trong nghiên cứu này, tác giả nghiên cứu kịch nồng độ khí nhà kính trung bình thấp(RCP4.5) thời gian 2016-2035 kịch BĐKH phiên năm 2016 Dựa quy trình xây dựng mục 2.5, đề tài tiến hành xây dựng lớp đồ đơn tính bao gồm : hệ số LS, K, C, P tương tự Theo kịch biến đổi khí hậu năm 2016 (kịch RCP4.5) lượng mưa có biến đổi bảng đây: Bảng 3.12 Lượng mưa biến đổi theo kịch BĐKH 2016 TT Tỉnh, thành phố 17 Quảng Ninh Kịch RCP4.5 2016-2035 2046-2065 2080-2099 20,4 (6,5÷33,4) 19,1 (11,7÷26,9) 29,8 (19,8÷40,9) (Nguồn: Kịch BĐKH nước biển dâng cho Việt Nam năm 2016 ) Do đó, lượng mưa trạm khí tượng dự đốn thay đổi sau: Bảng 3.13 Hệ số R biến đổi theo kịch BĐKH 2016 STT Tên trạm Lượng mưa % biến đổi Lượng mưa biến đổi Hệ số R Uông Bí 1900.19 20.4 2287.83 1195.37 Bãi Cháy 1934.69 20.4 2329.37 1218.16 Phù Liễn 1616.96 24.4 2011.50 1043.81 Hải Dương 1532.99 17.4 1799.73 927.65 Sơn Động 1738.23 17.7 2045.90 1062.67 Từ ta xây dựng lớp đồ R có lượng mưa biến đổi sau : 62 Hình 3.20 Bản đồ hệ số mưa biến đổi theo kịch biến đổi khí hậu Chồng xếp lớp đồ đơn tính để thành lập đồ xói mịn đất theo kịch BĐKH phiên năm 2016 63 BẢN ĐỒ XĨI MỊN THÀNH PHỐ NG BÍ THEO KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Hình 3.21 Bản đồ xói mịn thành phố ng Bí theo kịch BĐKH 64 Bảng 3.14 Thống kê diện tích xói mịn đất theo kịch BĐKH TP ng Bí Cấp xói mịn Lượng xói mịn (Tấn/ha/năm) Đánh giá Diện tích Tỷ lệ (ha) (%) I Từ 0-1 Khơng bị xói mịn 8302,844 32,48 II Lớn 1-5 Xói mịn nhẹ 9498,753 37,15 III Lớn 5-10 Xói mịn trung bình 6653,715 26,03 IV Lớn 10-50 Xói mịn mạnh 474,0128 1,85 V >50 Xói mịn mạnh 604,3095 2,36 17262,87 67.52353 Tổng Dựa đồ xói mịn đất, đề tài tiến hành đánh giá, so sánh để thấy mức độ biến đổi xói mịn theo kịch BĐKH 65 BẢN ĐỒ MỨC ĐỘ BIẾN ĐỔI XĨI MỊN THÀNH PHỐ NG BÍ THEO KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Hình 3.22 Bản đồ mức độ biến đổi xói mịn thành phố ng Bí 66 Kịch biến đổi khí hậu năm 2016 cho thấy lượng mưa thành phố ng Bí nói chung tỉnh Quảng Ninh nói riêng có xu hướng tăng Bản đồ xói mịn đất thành lập theo kịch có xu hướng gia tăng lượng đất bị xói mịn, thấy mức độ biến đổi xói mịn gia tăng nhiều vào khoảng 10 tấn/ha/năm so với năm 2017, tập trung chủ yếu khu vực phường Vàng Danh, Bắc Sơn, xã Thượng Yên Công 3.5 Đánh giá ảnh hưởng BĐKH tới mức độ xói mịn đất mưa cho thành phố ng Bí, tỉnh Quảng Ninh Từ bảng thống kê diện tích xói mịn đất theo kịch BĐKH thành phố ng Bí đồ mức độ biến đổi xói mịn thành phố ng Bí rút nhận xét sau: Bảng 3.15 Diện tích đất bị xói mịn theo kịch BĐKH STT 10 11 Đơn vị hành Phường Vàng Danh Phường Thanh Sơn Phường Bắc Sơn Phường Quang Trung Phường Trưng Vương Phường Nam Khê Phường Yên Thanh Xã Thượng Yên Công Phường Phương Đông Phường Phương Nam Xã Điền Công Không xói mịn Mức độ xói mịn mưa (ha) Xói mịn Xói mịn Xói mịn Xói mịn yếu trung bình mạnh mạnh Tổng diện tích đất bị xói mịn 1.891,4 1.705,7 206 452 1,7 2365,4 481,1 40,1 6,9 6,1 7,3 60,4 246,1 1376,7 16,7 6,2 7,2 1406,8 762,1 56,1 6,3 2.8 1,6 66,8 31.1 20,1 5,6 2,4 0,8 28,9 409 30,3 3,2 0,4 34,9 735,7 84,9 24,8 9,6 1,1 120,4 2887,2 3018,2 154,9 18,5 4,8 3196,4 671,5 133,3 18,3 20,9 1,4 173,9 737,3 646,5 171,9 16,6 30,9 2,6 17,2 65,5 5,8 - 225,8 84,8 67 Bảng 3.16 Diện tích đất bị xói mịn theo loại sử dụng đất STT Loại hình sử dụng đất Đất sản xuất nông nghiệp Đất lâm nghiệp Đất nuôi trồng thủy sản Đất chưa sử dụng Đất đồi núi chưa sử dụng Tổng số Mức độ xói mịn mưa (ha) Tổng diện Xói mịn Xói mịn tích đất bị mạnh mạnh xói mịn Khơng xói mịn Xói mịn yếu Xói mịn trung bình 9498.98 6653.72 474.04 604.31 32.08 7764.15 5921.37 5693.60 334.04 461.92 0.38 6489.94 1206.15 52.00 14.74 8.04 0.31 75.09 37.85 231.29 20.38 3.04 7.04 261.75 0.14 151.23 0.00 0.00 0.00 151.23 16664.48 12781.84 843.20 1077.31 39.82 14742.16 - Khu vực có nguy xói mịn mạnh 1,85% xói mịn mạnh 2,36% chủ yếu thuộc khu vực phường Vàng Danh, Bắc Sơn, xã Thượng Yên Công Đây khu vực có dãy núi cao nên độ dốc lớn khu vực thung lũng nằm dãy núi cao phía Bắc dãy núi thấp phía Nam có địa hình thấp Đặc biệt, ngành công nghiệp khai thác than với quy mô lớn Vàng Danh (7,8 triệu tấn/năm) làm ảnh hưởng mạnh tới kết cấu địa chất gây xói mịn mạnh tồn thành phố ng Bí - Khu vực có nguy xói mịn từ mức trung bình đến nhẹ phân bố vùng gị đồi địa hình tương đối cao chiếm 63,18% thuộc phường Nam Khê, phường Bắc Sơn, Thanh Sơn, Quang Trung, Trưng Vương xã Phương Đông - Khu vực không bị xói mịn phân bố vùng có địa hình tương đối phẳng chiếm 32,48% xã Phương Nam, Phương Đông, phường Nam Khê, phường Quang Trung, Trưng Vương, xã Điền Cơng Vùng địa hình phẳng, chủ yếu cánh đồng phù sa ven sơng có độ dốc thấp nằm xen kênh rạch 68 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Từ kết nghiên cứu luận văn, đưa số kết luận sau: - Đề tài sử dụng mơ hình USLE cơng nghệ GIS xây dựng đồ hệ số R, K, LS, C cho thành phố ng Bí Từ thành lập đồ xói mịn trạng đồ xói mòn theo kịch BĐKH phiên năm 2016 - So sánh đồ xói mịn trạng tính tốn từ số liệu quan trắc đồ xói mịn tính tốn từ kịch BĐKH (RCP4.5) Bộ Tài nguyên Môi trường (2016) cho thành phố ng Bí cho thấy Kịch biến đổi khí hậu năm 2016 cho thấy lượng mưa tỉnh Quảng Ninh nói chung thành phố ng Bí nói riêng có xu hướng tăng Bản đồ xói mịn đất thành lập theo kịch có xu hướng gia tăng lượng đất bị xói mịn, thấy mức độ biến đổi xói mịn gia tăng nhiều vào khoảng 10 tấn/ha/năm so với năm 2017 Khuyến nghị - Trong khuôn khổ luận văn này, tác giả tập trung nghiên cứu ảnh hưởng lượng mưa đến xói mòn đất theo chu kỳ kịch (2016-2035) nghiên cứu số liệu mưa theo kịch nồng độ khí nhà kính trung bình thấp (kịch RCP4.5) Hướng nghiên cứu tính tốn lượng đất xói mịn theo chu kỳ kịch BĐKH 2016 theo kịch nồng độ khí nhà kính cao (RCP8.5) - Do hạn chế mặt thời gian số liệu nên tác giả nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố lượng mưa ảnh hưởng đến xói mịn đất Do vậy, cần phải tiếp tục thực nghiên cứu chuyên sâu tính tốn kết hợp yếu tố K (Hệ số kháng xói mịn đất), L (Hệ số chiều dài sườn dốc), S (Hệ số độ dốc), C (Hệ số lớp phủ thực vật) P (Hệ số canh tác bảo vệ đất) 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt: Bộ Khoa học Công nghệ (2009) Chất lượng đất - Phương pháp xác định mức độ xói mịn đất mưa TCVN 5299 : 2009 Ban Kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 190 Chất lượng đất, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Bộ Tài nguyên Môi trường (2012) Thông tư số 14/2012/TT-BTNMT ngày 26 tháng 11 năm 2012, Kỹ thuật điều tra thối hóa đất Bộ Tài ngun Mơi trường (2016) Kịch Biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam Phạm Văn Cự (1996) Luận án phó tiến sĩ Trung tâm viễn thám Geomatic (VTGEO)-Viện địa chất, Trung tâm khoa học tự nhiên công nghệ Quốc gia Phạm Văn Cự (2010) Những kiến thức biến đổi khí hậu Đào Trung Chính (2015) Đề tài mã số BĐKH-40“Nghiên cứu, xây dựng hệ thống giám sát tài nguyên đất điều kiện biến đổi khí hậu” Trần Thống Nhất, Nguyễn Kim Lợi (2009) Viễn Thám bản, NXB Nông nghiệp Nguyễn Ngọc Thạch (2005) Cơ sở viễn thám, NXB Nông nghiệp Nguyễn Văn Thắng (2010) Đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp nhà nước KC.08.13/06-10 “Nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên đề xuất giải pháp chiến lược phịng tránh, giảm nhẹ thích nghi, phục vụ phát triển bền vững kinh tế xã- hội Việt Nam” 10 Lê Văn Trung (2010) Viễn Thám, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM 11 Nguyễn Phi Sơn (2019) Đề tài nghiên cứu đề tài cấp nhà nước BĐKH10/16-20 “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đại xây dựng mơ hình quản lý biến động tài ngun, hồn thiện công cụ quản lý nâng cao lực giám sát biến động sử dụng đất” 12 Sở Tài nguyên Môi trường Quảng Ninh (2011).Quy hoạch phát triển công nghiệp thành phố ng Bí giai đoạn 2011-2020, định hướng đến năm 2025 Tài liệu Tiếng Anh: 13 Beverley Henry, Greg McKeon, Jozef Syktus, John Carter, Ken Day, David Rayner, 2012 Climate and Land Degradation Springer pp 205-221 14 Beverley Henry, Greg McKeon, Jozef Syktus, John Carter, Ken Day, David Rayner, 2012 Climate variability, climate change and land degradation Queensland Department of Natural Resources and Water, Australia 70 15 Burrough, P., and McDonnell, R., 1998 Principles of Geographical Information Systems New York: Oxford University Press 16 De Jong, S M., 1994, Application of Reflective Remote Sensing for Land Degradation Studies in a Mediterranean Environment, Netherlands Geographical Studies, University of Utrecht 17 Dissmeier, G.E., and G.R Foster, 1981 A guide for predicting sheet and rill erosion on forest land Technical Publication SA-TP 11 Forest service U.S Department of Agriculture, Washington, D.C 40 pp 18 Dueker, K., 1979 Land resource information system: a review of fifteen years’ experience Geo-Processing, 1, 105-128 19 Duley, F.L and F.G Ackerman, 1934 Runoff and erosion from plots of different lengths J Agr Res 48(6):505-510 20 G M Browning., I ParishG., J Glass., 1947 A method for determining the use and limitation of rotation and conservation practices in the control of soil erosion in Iowa J.Am Soc Agron pp 65 21 IPCC, 2007 Climate change: Impacts, adaptation and vulnerability Cambridge University Press 22 Karydas C.G, Sekuloska T, Sillieos G.T, 2009 Quantification and sitespecification of the support practice factor when mapping soil erosion risk associated with olive plantations in the Mediterranean island of Crete Environmental Monitoring and Assessment, 149, pp 19-28 23 Laws, J Otis, 1941 Measurements of the fall-velocity of water drops and raindrop Transactions, American Geophysical Union, Volume 22, Issue 3, p 709-721 24 Musgrave, G.W 1947 The quantitative evaluation of factors in water erosion - a first approximation J Soil and Water Conserv 2(3):133- 138, 170 25 Onstad, C.A and Foster, 1974 Erosion Modeling on a Watershed Trancactions of ASAE, Vol.18.2 26 Prasannakumar V, Vijith H., Geetha N., Shiny R., 2011 Regional Scale Erosion Assessment of a Sub-tropical Highland Segment in the Western Ghats of Kerala, South India Water Resource management, 25, 3715–3727 27 Pruski F.F., Nearing M.A, 2002 Climate-induced changes on erosion during the 21st century for eight US locations Water Resources Research, Vol 38 No 12, pp 1-10 71 28 Segura C, Sun G, McNulty S and Zhang Y, 2014 Potential impacts of climate change on soil erosion vulnerability across the conterminous United States Jornal of Soil and Water Conservation, Vol 69(2), pp 171-182 29 Sharpe, C.F S., 1938 Landslides and Related Phenomena : A Study of Mass-movements of Soil and Rock, New York Columbia University Press 30 Star, J., and Estes, J., 1990 Geographic Information Systems: An Introduction Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall 31 Vrieling A., 2006 Satellite remote sensing for water erosion assessment: A review Catena, 65, 2-18 32 Wischmeier WH, Smith DD, 1958 Rainfall energy and its relationship to soiloss Transactions - American Geophysical Union 39, pp 285-29 33 Wischmeier WH, Smith DD, 1958 Rainfall energy and its relationship to soiloss Transactions - American Geophysical Union 39, pp 285-29 34 Wischmeier WH, Smith DD, 1978 Predicting Rainfall Erosion Losses Agricultural Handbook No 537, USDA, Washington DC, USA 35 Wischmeier, W.H., C.B.Johnson, and B.V Cross 1971 A soil erodibility nomograph for farmland and construction sites Journal of Soil and water convervation 26(5): 189-193 Tài liệu dẫn nguồn mạng : 36 Climategis Tổng quan viễn thám Truy cập trang web http://climatechangegis.blogspot.com/2010/11/tong-quan-ve-vientham_3285.html 37 Intergovernmental Panel on Climate Change, 2007 Appendix I: Glossary Truy cập 2007-06-01 38 Jim Ritter, P Eng.Engineer, Soil Management Truy cập trang web http://www.omafra gov.on.ca/english/engineer/facts/12-053.htm 39 Lê Thị Hồng Dự Khái niệm GIS Truy cập theo web http://123doc.org/ document/306402-gis-la-gi-khai-niem-dinh-nghia-thanh- phan-chinh-cua-gis.htm 40 Thành phố Uông Bí (2019) Điều kiện tự nhiên - xã hội thành phố Truy cập trang web http://uongbi.gov.vn/dieu-kien-tu-nhien-xa-hoi-thanh-phop13n332.html 41 Thành phố ng Bí (2019) Điều kiện tự nhiên - xã hội thành phố Truy cập trang web http://uongbi.gov.vn/dieu-kien-tu-nhien-xa-hoi-thanh-phop13n332.html 72 ... TRANG ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS ĐÁNH GIÁ XĨI MỊN ĐẤT DO MƯA TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TẠI THÀNH PHỐ NG BÍ, TỈNH QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu. .. thạc sĩ chuyên ngành Biến đổi khí hậu ? ?Ứng dụng viễn thám GIS đánh giá xói mịn đất mưa bối cảnh biến đổi khí hậu thành phố ng Bí, tỉnh Quảng Ninh? ?? hoàn thành tháng 11 năm 2020 Trong suốt trình học... 28 2.4 Tác động biến đổi khí hậu kịch biến đổi khí hậu thành phố ng Bí, tỉnh Quảng Ninh 29 iii CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ ĐẤT BỊ XĨI MỊN DO MƯA TẠI THÀNH PHỐ NG BÍ, TỈNH QUẢNG NINH