Ảnh hưởng của vật liệu che phủ đến quả trình phát sinh dòng chảy và lượng đất xói mòn trong quy mô thí nghiệm

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MÔI TRƢỜNG  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ẢNH HƢỞNG CỦA VẬT LIỆU CHE PHỦ ĐẾN QUÁTRÌNH PHÁT SINH DÕNG CHẢY VÀ LƢỢNG ĐẤT XĨI MÕN TRONG QUY MƠ THÍ NGHIỆM Ngành : Quản lý tài nguyên thiên nhiên (C) Mã số : 310 Giáo viên hƣớng dẫn : TS Bùi Xuân Dũng Sinh viên thực : Tạ Thị Diệu Linh Lớp : 56B – QLTNTN Khóa học : 2011 - 2015 Hà Nội – 2015 LỜI CẢM ƠN Đƣợc đồng ý Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Khoa Quản lý tài nguyên rừng Môi trƣờng Tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “ảnh hƣởng vật liệu che phủ đến trình phát sinh dịng chảy lƣợng đất xói mịn quy mơ thí nghiệm” Nhân dịp hồn thành chun đề, tơi xin gửi lời cảm ơn tới Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, thầy cô giáo Khoa Quản lý tài nguyên rừng Môi trƣờng thầy phịng thực hành mơn tạo điều kiện giúp đỡ thực đề tài Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Bùi Xuân Dũng, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn, bảo giúp đỡ suốt trình xây dựng đề cƣơng, nghiên cứu thực đề tài Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến bạn bè gia đình ủng hộ giúp đỡ trình nghiên cứu Đó nguồn cổ vũ lớn lao Mặc dù nỗ lực làm việc, nhƣng thời gian thực đề tài nhiều hạn chế, khối lƣợng nghiên cứu lớn nên đề tài không tránh khỏi thiếu sót định Tơi mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến xây dựng quý thầy cô, nhà khoa học, bạn bè để đề tài đƣợc hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Xuân Mai, ngày 12 tháng năm 2015 Sinh viên nghiên cứu Tạ Thị Diệu Linh i TÓM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên khóa luận: Ảnh hƣởng vật liệu che phủ đến trình phát sinh dịng chảy lƣợng đất xói mịn quy mơ thí nghiệm Giáo viên hƣớng dẫn: TS Bùi Xuân Dũng Sinh viên thực hiện: Tạ Thị Diệu Linh Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá đặc điểm phát sinh dịng chảy mặt lƣợng đất xói mịn đối tƣợng nghiên cứu có vật liệu che phủ khác Đề xuất số giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu phát sinh dòng chảy mặt xói mịn đất Nơi dung nghiên cứu Để thực đƣợc mục tiêu đề ra, đề tài tiến hành nội dung nghiên cứu sau: - Nghiên cứu đặc điểm phát sinh dòng chảy mặt đối tƣợng có vật liệu che phủ khác - Xác định lƣợng đất xói mịn đối tƣợng nghiên cứu đánh giá khả bảo vệ đất loại - Dựa vào kết nghiên cứu đề tài đề xuất số giải pháp nhằm nâng cao hiệu bảo vệ đất chống xói mịn Những kết đạt đƣợc - Dòng chảy mặt đối tƣợng dao động từ: (3,67 – 30,6mm) đất trống; (2,8 – 29,23mm) đất có lƣới cƣớc; (0,87 – 15,3mm) đất có thảm khơ; (0,37 – 13,06) đất có thảm cỏ Dòng chảy mặt tỷ lệ thuận với lƣợng mƣa có mối quan hệ chặt với nhau, lƣợng mƣa lớn dóng chảy mặt lớn ngƣợc lại Trong đối tƣợng nghiên thảm cỏ có dịng chảy mặt nhỏ đất trống có dòng chảy mặt lớn Thời gian xuất dòng chảy mặt tỷ lệ nghịch với lƣợng mƣa số API2 Thảm cỏ đối tƣợng có thời gian xuất dòng chảy mặt muộn lƣới che có thời gian xuất sớm ii - Lƣợng đất xói mịn đối tƣợng nghiên cứu dao động từ: (0,96 – 14,31g) đất trống; (0,84 – 3,4g) đất có lƣới cƣớc che phủ; (0,8 – 1,21g) đất có thảm khơ; (0,77 – 1,06g) đất có thảm cỏ Lƣợng đất xói mịn tỷ lệ thuận với lƣợng mƣa có mối quan hệ chặt với Đất có thảm cỏ bảo vệ đất tốt đất trống đối tƣợng gây xói mịn lớn Ngồi lƣợng đất xói mịn tỷ lệ thuận với dịng chảy mặt có mối quan hệ chặt với - Một số giải pháp đƣợc đề xuất nhằm tăng độ che phủ tính thấm, hạn chế tiếp xúc trực tiếp hạt mƣa tới mặt đất Xuân Mai, ngày 12 tháng năm 2015 Sinh viên Tạ Thị Diệu Linh iii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ ix ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.1.1 Nghiên cứu dòng chảy mặt 1.1.2 Nghiên cứu xói mịn 1.2 Việt Nam 1.2.1 Nghiên cứu dòng chảy mặt 1.2.2 Nghiên cứu xói mịn đất CHƢƠNG MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 13 2.1.1 Mục tiêu chung 13 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 13 2.2 Đối tƣợng nghiên cứu 13 2.3 Nội dung nghiên cứu 13 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 13 2.4.1 Điều tra ngoại nghiệp 13 2.4.2 Kế thừa tài liệu 23 2.4.3 Xử lý phân tích số liệu 23 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 24 3.1 Đặc điểm phát sinh dòng chảy mặt từ đối tƣợng có vật liệu che phủ khác 24 3.2 Lƣợng đất xói mịn từ đối tƣợng che phủ sau trận mƣa 33 3.3 Đề xuất số giải pháp hạn chế phát sinh dòng chảy mặt xói mịn 38 3.3.1 Cơ sở đề xuất giải pháp 38 3.3.2 Đề xuất số giải pháp hạn chế dịng chảy mặt xói mịn đất 39 iv CHƢƠNG KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ 40 4.1 Kết luận 40 4.2 Tồn 41 4.3 Kiến nghị 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Tx : Thời gian xuất dòng chảy mặt API2 : Chỉ số mƣa trƣớc ngày TM : Trận mƣa Mx : Lƣợng đất xói mịn (g) ĐT : Đất trống LC : Đất có lƣới che phủ TK : Đất có thảm khơ TC : Đất có thảm cỏ vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Lƣợng nƣớc bề mặt đối tƣợng sau trận mƣa 24 Bảng 3.2 Thời gian xuất dòng chảy mặt đối tƣợng 29 Bảng 3.3 Lƣợng đất xói mịn đối tƣợng sau trận mƣa 33 Bảng 3.4 Lƣợng đất xói mịn dịng chảy mặt đối tƣợng nghiên cứu 36 Bảng 3.5 Giá trị trung bình nhân tố nghiên cứu 38 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Đất trồng cỏ (Thùng 1) 15 Hình 2.2 Đất có thảm khơ (Thùng 2) 15 Hình 2.3 Đất trống (Thùng 3) 16 Hình 2.4 Đất có lƣới cƣớc che phủ (Thùng 4) 16 Hình 2.5 Khu vực đặt thí nghiệm 17 Hình 2.6 Cách bố trí tạo mƣa cho thí nghiệm 17 Hình 2.7 Dụng cụ thí nghiệm 18 Hình 2.8 Lƣợng nƣớc bề mặt sau trận mƣa ngày 16/4/2015 với lƣợng mƣa 19,05mm/trận 19 Hình 2.9 Quan sát thời gian xuất dịng chảy mặt đối tƣợng nghiên cứu 20 Hình 2.10 Lọc đất sấy đất phịng thí nghiệm 22 Hình 2.11 Cân đất 22 viii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Phản ứng dòng chảy mặt với lƣợng mƣa 25 Biểu đồ 3.2 Tƣơng quan lƣợng mƣa dòng chảy mặt 27 Biểu đồ 3.3 Mối quan hệ dòng chảy mặt API2 28 Biểu đồ 3.4 Phản ứng thời gian xuất dòng chảy mặt với trận mƣa 30 Biểu đồ 3.5 Tƣơng quan lƣợng mƣa thời gian xuất dòng chảy mặt 31 Biểu đồ 3.6 Mối quan hệ thời gian xuất dòng chảy mặt với API2 32 Biểu đồ 3.7 Phản ứng lƣợng đất xói mòn với trận mƣa điều kiện che phủ khác 34 Biểu đồ 3.8 Mối tƣơng quan lƣợng mƣa với lƣợng đất xói mịn 35 Biểu đồ 3.9 Mối quan hệ lƣợng đất xói mịn dịng chảy mặt 37 ix Lượng mưa (mm) 10 15 20 25 30 Thời gian xuất dòng chảy mặt (s) 35 200 Lưới che Thảm khô 180 Đất trống Thảm cỏ 160 140 120 100 80 60 40 20 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Biểu đồ 3.4 Phản ứng thời gian xuất dòng chảy mặt với trận mưa Biểu đồ 3.4 cho thấy: - Với trận mƣa có lƣợng mƣa lớn Tx có xu xuất sớm so với trận mƣa có lƣợng mƣa nhỏ Cụ thể, ĐT trận mƣa lớn với lƣợng mƣa 31,75 mm/trận Tx 19,64s cịn trận mƣa nhỏ với lƣợng mƣa 6,35mm/trận Tx 91,79s Tƣơng tự nhƣ ĐT đối tƣợng LC, TK, TC có cặp Tx ứng với trận có lƣợng mƣa lớn nhỏ tƣơng ứng nhƣ sau: (21,64s; 47,85s), (31,23s; 178,46s), (36,42s; 188,09s) - Tx TC xuất muộn đối tƣợng nghiên cứu sau đến TK, ĐT xuất nhanh LC Theo kết nghiên cứu mục 3.1 dòng chảy mặt, tính thấm nƣớc giữ nƣớc tốt TC sau đến TK, LC 30 ĐT Tx TC xuất muộn lƣợng nƣớc đƣợc giữ lại nhiều, sau đến Tx TK Mặc dù lƣợng nƣớc dòng chảy mặt LC ĐT nhiên Tx LC hầu nhƣ xuất sớm so với ĐT, lƣới che làm cƣớc, mắt lƣới nhỏ nên mƣa xuống hạt mƣa tiếp xúc với mặt lƣới nhiều dễ dàng bị trƣợt xuống theo hàng cƣớc xuống máng, hình thành dịng chảy mặt sớm ĐT Để kiểm tra quan hệ Tx lƣợng mƣa tuân theo quy luật nào, đề tài xây dựng biểu đồ tƣơng quan Tx lƣợng mƣa (biểu đồ 3.5) 200 180 160 Lưới che Đất trống Thảm khô Thảm cỏ Tx (s) 140 R² = 0,285 120 100 R² = 0,246 80 60 R² = 0,147 40 R² = 0,115 20 0 10 15 20 Lượng mưa (mm) 25 30 35 Biểu đồ 3.5 Tương quan lượng mưa thời gian xuất dòng chảy mặt Dựa vào biểu đồ 3.5 ta thấy: - Quan hệ lƣợng mƣa với Tx tỷ lệ nghịch Lƣợng mƣa lớn thời gian xuất dòng chảy mặt sớm ngƣợc lại thời gian xuất dịng chảy mặt muộn lƣợng mƣa nhỏ - Dựa vào ý nghĩa hệ số tƣơng quan r [26] ta có: +) Đất trống r= 0,38 -> mối tƣơng quan vừa +) Đất có lƣới che phủ r = 0,34 -> mối tƣơng quan vừa +) Đất có thảm khơ r =0,51 ->mối tƣơng quan tƣơng đối chặt +) Đất có thảm cỏ r= 0,53 -> mối tƣơng quan tƣơng đối chặt 31 Từ hệ số tƣơng quan r đối tƣợng nghiên cứu với lƣợng mƣa ta thấy: Tx ĐT LC có quan hệ vừa với lƣợng mƣa, cịn Tx TK TC có quan hệ tƣơng đối chặt với lƣợng mƣa Từ bảng số liệu 3.2, ta thấy với lƣợng mƣa đối tƣợng nghiên cứu Tx lại khác điều kiện thời tiết ngày trƣớc mƣa thay đổi Để tìm hiểu mối quan hệ Tx điều kiện thời tiết ngày trƣớc đề Tx (s) tài tiến hành lập biểu đồ mối tƣơng quan Tx số API2 (biểu đồ 3.6) 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 Lưới che Thảm khô R² = 0,324 Đất trống Thảm cỏ R² = 0,208 R² = 0,212 R² = 0,378 10 20 30 40 50 API2 (mm) Biểu đồ 3.6 Mối quan hệ thời gian xuất dòng chảy mặt với API2 Từ biểu đồ 3.6 ta thấy: - Tx có mối quan hệ tỷ lệ nghịch với số API2 Chỉ số API2 lớn Tx xuất sớm ngƣợc lại API2 nhỏ Tx xuất muộn Cụ thể với lƣợng mƣa 6,35mm/trận đối tƣợng ĐT trận mƣa 12 (TM 12) với API2 43,1mm Tx 19,7s; TM có API2 0mm Tx 91,79s Tƣơng tự nhƣ ĐT đối tƣợng LC, TK, TC với lƣợng mƣa cặp API2 khác 43,1mm 0mm cặp Tx tƣơng ứng là: (27,35s; 36,08), (38,26s; 178,46s), (47,48s; 188,09s) - Dựa vào ý nghĩa hệ số tƣơng quan r [26] ta có: +) Đất trống r= 0,61 -> Mối tƣơng quan tƣơng đối chặt +) Đất có lƣới che r= 0,46 -> Mối tƣơng quan vừa 32 +) Đất có thảm khơ che phủ r= 0,45 -> Mối tƣơng quan vừa +) Đất có thảm cỏ che phủ r= 0,56 -> Mối tƣơng tƣơng đối chặt Nhƣ Tx LC TK phụ thuộc vừa với API2; Tx ĐT TC phụ thuộc tƣơng đối chặt với API2 3.2 Lƣợng đất xói mịn từ đối tƣợng che phủ sau trận mƣa Kết lƣợng đất xói mịn thu đƣợc từ đối tƣợng nghiên cứu có vật liệu che phủ khác đƣợc tổng hợp bảng 3.3: Bảng 3.3 Lƣợng đất xói mịn đối tƣợng sau trận mƣa Thời tiết ngày API2 trƣớc mƣa (mm) ngày mƣa dầm Lƣợng đất xói mịn (gam) Lƣợng mƣa Lƣới Đất Thảm Thảm (mm) che trống khô cỏ 3,8 12,7 3,4 8,27 0,92 0,81 ngày mƣa dầm 7,6 6,35 1,45 2,03 0,87 0,78 ngày trƣớc mƣa 19,05 1,05 4,42 0,85 0,8 ngày nắng 6,35 0,86 0,96 0,79 0,75 ngày trƣớc mƣa 7,6 12,7 1,46 2,03 0,92 1,05 ngày mƣa dầm 12,7 19,05 1,54 3,87 0,8 0,81 ngày mƣa dầm 29,2 25,4 4,41 14,31 1,21 0,82 ngày trƣớc mƣa 25,4 6,35 0,84 1,27 0,8 0,79 ngày trƣớc mƣa 12,7 12,7 1,16 1,93 1,11 0,84 10 ngày mƣa to 31,7 12,7 0,95 2,93 0,94 0,89 11 ngày mƣa to 31,7 19,05 1,92 7,29 1,14 1,06 12 ngày mƣa to 43,1 6,35 0,91 1,15 0,85 0,85 13 ngày mƣa to 25,4 25,4 1,19 2,39 1,1 0,94 14 ngày mƣa to 31,7 31,75 1,87 6,01 1,11 15 ngày nắng 12,7 0,84 4,49 0,88 0,78 16 ngày nắng 19,05 0,95 2,7 0,83 0,77 17 ngày nắng 25,4 0,9 3,42 1,17 0,87 18 ngày mƣa dầm 17,7 31,75 1,2 5,83 0,97 304,8 26,9 75,3 17,29 15,61 STT Tổng 33 Dựa số liệu từ bảng 3.3, đề tìm hiểu phản ứng lƣợng đất xói mịn với lƣợng mƣa, đề tài xây dựng biểu đồ 3.7: Lượng mưa (mm) 10 15 20 25 30 35 16 Lượng đất xói mịn (g) 14 Lưới che Đất trống Thảm khô Thảm cỏ 12 10 2 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Biểu đồ 3.7 Phản ứng lượng đất xói mịn với trận mưa điều kiện che phủ khác Từ biểu đồ 3.7 ta thấy: - Lƣợng đất xói mịn (Mx) có xu hƣớng tăng dần theo lƣợng mƣa Lƣợng mƣa lớn Mx nhiều ngƣợc lại Cụ thể ĐT với TM 14 lƣợng mƣa lớn 31,75mm Mx 6,01g, TM lƣợng mƣa nhỏ 6,35mm Mx 0,96g Tƣơng tự nhƣ ĐT, Mx đối tƣợng LC, TK, TC 34 ứng với lƣợng mƣa 31,75mm 6,35mm lần lƣợt là: (1,87g; 0,86g), (1g; 0,79g), (0,97g; 0,75g) - Trong đối tƣợng nghiên cứu Mx ĐT lớn sau đến LC, TK TC Trong 18 trận mƣa, Mx ĐT 75,3g gấp 2,7 lần Mx LC ( 26,9g), gấp 4,4 lần Mx TK ( 17,9g) gấp 4,8 lần Mx TC (15,61g) Mx ĐT lớn mƣa xuống, mặt đất chịu tác động trực tiếp từ hạt mƣa nên pha bắn phá, hạt mƣa phá vỡ cấu trúc đất bắn tung hạt đất lên đất bị dòng chảy mặt Ở LC, TK có Mx nhỏ bề mặt đất đƣợc che phủ lƣới cƣớc thảm khô nên mƣa rơi xuống, tiếp xúc với lớp phủ nên vận tốc hạt mƣa giảm nhiều xuống đến mặt đất, tác động pha bắn phá kém, cấu trúc đất ổn định hơn, dòng chảy mặt xuất lƣợng đất bị TC có tầng thảm cỏ dầy phía nên cấu trúc đất ổn định, khó bị phá vỡ LC TK nên Mx TC nhỏ Để biết rõ mối quan hệ lƣợng mƣa lƣợng đất xói mịn đề tài xây dựng biểu đồ tƣơng quan lƣợng mƣa lƣợng đất xói mịn (biểu đồ 3.8) 16 Lượng đất xói mịn (g) 14 Lưới che Đất trống Thảm khơ Thảm cỏ 12 10 R² = 0,265 R² = 0,069 R² = 0,384 R² = 0,213 0 10 15 20 25 30 Lượng mưa (mm) Biểu đồ 3.8 Mối tương quan lượng mưa với lượng đất xói mịn Dựa vào biểu đồ 3.8 ta thấy: 35 35 - Mối quan hệ lƣợng mƣa Mx sau trận mƣa tỷ lệ thuận với Lƣợng mƣa lớn Mx nhiều - Dựa vào bảng nghĩa hệ số tƣơng quan r [26] ta thấy mối tƣơng quan lƣợng mƣa đối tƣợng nhƣ sau: +) Đất trống r= 0,51 -> Mối tƣơng quan tƣơng đối chặt +) Đất có lƣới che r= 0,26 -> Mối tƣơng quan yếu +) Đất có thảm khơ che phủ r= 0,61 -> Mối tƣơng quan tƣơng đối chặt +) Đất có thảm cỏ che phủ r= 0,46 -> Mối tƣơng quan vừa Nhƣ lƣợng đất xói mịn đối tƣợng có lƣới che phụ thuộc vào lƣợng mƣa Đối với ĐT TK lƣợng mƣa ảnh hƣởng tƣơng đối nhiều với lƣợng đất xói mịn Với TC Mx bị ảnh hƣởng lƣợng mƣa Yếu tố dòng chảy mặt yếu tố ảnh hƣởng lớn tới lƣợng đất xói mịn Để biết đƣợc mối quan hệ Mx dòng chảy mặt, đề tài xây dựng biểu đồ mối quan hệ lƣợng đất xói mòn dòng chảy mặt (biểu đồ 3.9) dựa vào bảng 3.4 Bảng 3.4 Lƣợng đất xói mịn dịng chảy mặt đối tƣợng nghiên cứu STT Lƣợng mƣa (mm) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 12,7 6,35 19,05 6,35 12,7 19,05 25,4 6,35 12,7 12,7 19,05 6,35 25,4 31,75 12,7 19,05 25,4 31,75 Lƣới che 3,4 1,45 1,05 0,86 1,46 1,54 4,41 0,84 1,16 0,95 1,92 0,91 1,19 1,87 0,84 0,95 0,9 1,2 Lƣợng đất xói mịn (g) Đất Thảm Thảm trống khơ cỏ 8,27 0,92 0,81 2,03 0,87 0,78 4,42 0,85 0,8 0,96 0,83 0,78 2,03 0,92 1,05 3,87 0,8 0,81 14,31 1,21 0,82 1,27 0,8 0,79 1,93 1,11 0,84 2,93 0,94 0,89 7,29 1,14 1,06 1,15 0,85 0,85 2,39 1,1 0,94 6,01 1,11 4,49 0,88 0,78 2,7 0,79 0,77 3,42 1,17 0,87 5,83 0,97 36 Lƣợng nƣớc dòng chảy mặt (mm) Lƣới Đất Thảm Thảm che trống khô cỏ 11,57 10,70 4,04 1,12 4,67 6,10 1,74 0,41 8,96 8,46 2,86 2,11 5,22 3,98 2,99 1,00 9,33 8,96 3,98 2,61 13,68 14,43 4,23 2,99 23,39 21,46 6,72 3,61 2,80 4,29 0,87 0,37 5,72 3,67 3,73 1,06 8,83 10,70 4,73 3,61 17,42 16,79 9,70 7,96 5,47 6,47 2,30 2,24 20,53 21,71 11,20 10,76 29,23 30,60 12,63 12,07 5,54 7,59 2,55 1,12 10,95 10,70 2,99 2,43 12,50 12,19 6,03 5,04 29,61 30,04 15,30 13,06 Lưới che 16 14 12 10 0.00 y = 0.2163x + 1.4336 R² = 0.2981 20.00 40.00 Dịng chảy mặt (mm) Lượng đất xói mịn (g) Lượng đất xói mịn (g) Đất trống 4.5 3.5 2.5 1.5 0.5 0.00 y = 0.0492x + 0.8784 R² = 0.1831 10.00 Thảm khơ 40.00 1.2 Lượng đất xói mịn (g) Lượng đất xói mịn (g) 30.00 Thảm cỏ 1.4 1.2 0.8 y = 0.022x + 0.8401 R² = 0.3969 0.6 0.4 0.2 0.00 20.00 Dòng chảy mặt (mm) 5.00 10.00 15.00 0.8 0.6 0.4 0.2 0.00 20.00 y = 0.0168x + 0.7986 R² = 0.5058 10.00 20.00 Dòng chảy mặt (mm) Dòng chảy mặt (mm) Biểu đồ 3.9 Mối quan hệ lượng đất xói mịn dịng chảy mặt Từ biểu đồ ta thấy: - Lƣợng đất xói mịn dịng chảy mặt tỷ lệ thuận với Lƣợng đất xói mịn tăng dịng chảy mặt lớn ngƣợc lại dòng chảy mặt nhỏ lƣợng đất xói mịn giảm Cụ thể ĐT dòng chảy mặt lớn 30,6mm Mx 6,1g, dòng chảy mặt nhỏ 3,98mm Mx 0,96g Tƣơng tự nhƣ ĐT, cặp giá trị dòng chảy mặt lớn dòng chảy mặt nhỏ tƣơng ứng với Mx đối tƣợng LC, TK, TC lần lƣợt là: (29,23mm – 1,8g; 2,8mm – 0,84g), (12,63mm – 1,11g; 0,87mm – 0,8g), (12,07mm – 1g, 0,37mm – 0,79g) 37 - Dựa vào ý nghĩa hệ số tƣơng quan r [26] ta có: +) Đất trống r= 0,55 -> Mối tƣơng quan tƣơng đối chặt +) Đất có lƣới che r= 0,42 -> Mối tƣơng quan vừa +) Đất có thảm khơ che phủ r= 0,63 -> Mối tƣơng quan tƣơng đối chặt +) Đất có thảm cỏ che phủ r= 0,71 -> Mối tƣơng quan chặt Từ hệ số tƣơng quan r ta thấy dòng chảy bề mặt ảnh hƣởng khơng nhiều đến lƣợng đất xói mòn đối tƣợng LC; ĐT TK dòng chảy mặt ảnh hƣởng tƣơng đối nhiều tới Mx Mx TC chịu ảnh hƣởng nhiều dòng chảy mặt 3.3 Đề xuất số giải pháp hạn chế phát sinh dịng chảy mặt xói mịn 3.3.1 Cơ sở đề xuất giải pháp Từ kết trên, đề tài đƣa bảng số liệu (bảng 3.5) thống kê giá trị trung bình yếu tố: dịng chảy mặt, Tx, Mx để từ rút số nhận xét làm sở cho việc đề xuất số giải pháp hạn chế phát sinh dòng chảy mặt bảo vệ đất hạn chế xói mịn Bảng 3.5 Giá trị trung bình nhân tố nghiên cứu Vật liệu che phủ Dòng chảy mặt (mm) Tx (s) Mx (g) LC 12,52 36,38 1,49 ĐT 12,71 43,54 4,18 TK 5,48 67,91 0,96 TC 4,09 81,15 0,86 Kết nghiên cứu đề tài cho thấy rằng: - Dòng chảy mặt đối tƣợng ĐT LC tƣơng đƣơng nhau, dòng chảy mặt ĐT gấp 2,3 lần TK gấp 3,1 lần so với TC Nhƣ vậy, việc sử dụng TC TK cho việc hạn chế dòng chảy mặt tốt so với sử dụng lƣới che để đất trống 38 - Thời gian xuất dòng chảy mặt TC xuất muộn đối tƣợng nghiên cứu sau đến TK, ĐT LC xuất sớm Từ cho thấy để làm chậm lại q trình phát sinh dòng chảy mặt nên sử dụng cỏ thảm khô phủ bề mặt đất Không nên sử dụng lƣới che cƣớc để hạn chế phát sinh dịng chảy mặt - Lƣợng đất xói mịn ĐT lớn nhất, gấp 4,86 lần so với Mx TC, gấp 4,35 lần so với TK gấp 2,8 lần so với LC Nhƣ muốn bảo vệ đất chống xói mịn nên phủ lên bề mặt đất trống số vật liệu che phủ nhƣ: thảm cỏ, thảm khô - Mặc dù lƣợng nƣớc bề mặt LC lớn nhƣng LC bảo vệ đất chống xói mịn tốt 3.3.2 Đề xuất số giải pháp hạn chế dòng chảy mặt xói mịn đất Từ sở trên, đề tài đề xuất số giải pháp sau: - Đối với nông nghiệp, sau thu hoạch xong khơng nên thu dọn hết phế phẩm cịn thừa nhƣ lá, thân Nên phủ hết diện tích đất trống loại phế phẩm phần hạn chế xói mịn, rửa trơi chất dinh dƣỡng mặt khác phế phẩm bị phân hủy mục nát lại nguồn cung cấp cho đất lƣợng mùn lớn cho đất, tốt cho vụ sau - Với khu vực đất trống, dốc nên có cơng trình hạn chế xói mịn nhƣ: làm đƣờng bậc thang hạn chế đƣợc tốc độ dòng chảy mặt, trồng thêm cỏ để tăng tính thấm cho đất hạn chế tốc độ hạt mƣa làm phá vỡ kết cấu đất - Cơng trình giao thơng phải xẻ sƣờn núi làm đƣờng nên căng lƣới phía sát mặt cắt để hạn chế vận tốc hạt mƣa phá vỡ kết cấu đất Ngồi cần làm hệ thống nƣớc lớn để hạn chế dòng chảy mặt xuất gây lũ quét 39 CHƢƠNG KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Qua số liệu thu thập đƣợc dòng chảy mặt, thời gian xuất dòng chảy mặt lƣợng đất xói mịn đối tƣợng sau trận mƣa đề tài rút số kết luận sau: - Dòng chảy mặt tỷ lệ thuận với lƣợng mƣa, lƣợng mƣa lớn dịng chảy mặt lớn ngƣợc lại Trong đối tƣợng nghiên dịng chảy mặt đối tƣợng đất trống lớn chiếm 36%, sau đến đất có lƣới che chiếm 35,96%; đất có thảm khơ chiếm 15,69% nhỏ đất có thảm cỏ chiếm 11,64% tổng lƣợng nƣớc bề mặt Dịng chảy mặt bị ảnh hƣởng bới số API2 - Trong đối tƣợng nghiên cứu đối tƣợng đất có thảm cỏ có Tx muộn sau đến đất có thảm khơ đất trống đất có lƣới che phủ có Tx sớm nhất.Thời gian xuất dịng chảy mặt tỷ lệ nghịch với lƣợng mƣa, lƣợng mƣa lớn thời gian xuất dịng chảy mặt nhanh ngƣợc lại Tuy nhiên mối tƣơng quan đại lƣợng khơng nhiều Ngồi thời gian xuất dòng chảy mặt phụ thuộc vào số API2 với mối quan hệ tỷ lệ nghịch Chỉ số API2 lớn Tx sớm ngƣợc lại - Tổng lƣợng đất xói mịn 135,1g đất trống chiếm 55,7%; đất có lƣới che chiếm 19,9%; đất có thảm khơ chiếm 12,7%; đất có thảm cỏ chiếm 11,64% Đất trống đối tƣợng có lƣợng đất xói mịn lớn sau đến lƣới che, thảm khơ nhỏ thảm cỏ Lƣợng đất xói mịn có mối quan hệ tỷ lệ thuận với lƣợng mƣa có mối quan hệ chặt với Tuy nhiên lƣợng đất xói mịn đối tƣợng đất có lƣới che phụ thuộc tới lƣợng mƣa Ngồi lƣợng đất xói mịn cịn phụ thuộc nhiều vào dịng chảy mặt có mối quan hệ tỷ lệ thuận với 40 - Đề tài đề xuất số giải pháp cải thiện đất, tăng độ che phủ cho mặt đất, sử dụng số vật liệu che phủ hợp lý để hạn chế phát sinh dòng chảy mặt bảo vệ đất chống xói mịn 4.2 Tồn Mặc dù cố gắng thực nghiên cứu thu thập số liệu, nhiên quy mơ thí nghiệm nhỏ nên chƣa khái quát đƣợc hết lƣợng mƣa thực tế mà dừng lại trận mƣa có lƣợng mƣa nhỏ Khi tạo mƣa nhân tạo chiều cao phun hạn chế nên vận tốc hạt mƣa khác nhiều so với vận tốc hạt mƣa thực tế Các biện pháp đƣa dựa sở kết đề tài, chƣa đƣợc áp dụng điều kiện thực tế 4.3 Kiến nghị Để khắc phục tồn trên, cần có đề tài nghiên cứu theo quy mô lớn đƣợc thực ngồi thực địa để có số liệu xác lƣợng mƣa, q trình phát sinh dịng chảy mặt lƣợng đất xói mịn thực tế Từ có hƣớng giải hợp lý để bảo vệ tài nguyên đất nƣớc 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO Cao Mạnh Cƣờng (2009), ”nghiên cứu lượng nước chảy bề mặt lượng đất xói mòn rừng cao su Hà Tĩnh” Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng, Trần Đức Viên, 2005 “Ảnh hưởng mưa số phương thức sử dụng đất đến xói mịn đất thu nhập người dân vùng đất dốc Tân Minh - Đà Bắc - Hồ Bình” Tạp chí Nơng nghiệp PTNT kỳ tháng 12/2005 Bùi Xuân Dũng, Phí Thị Hải Ninh, Kiều Thị Dƣơng, Lê Thái Sơn (2014), “nghiên cứu đặc điểm chế độ dòng chảy chất lượng nước lưu vực rừng trồng núi Luốt, trường đại học Lâm Nghiệp” Đề tài nghiên cứu cấp trƣờng Phạm Văn Điển (1998), “Bước đầu nghiên cứu đặc điểm thủy văn số thảm thực vật rừng làm sở cho việc xây dựng tiêu chuẩn rừng giữ nước – vùng xung yếu hồ thủy điện Hòa Bình” Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp Đại học Lâm nghiệp Phạm Văn Điển (2001), “Đo lượng nước chảy bề mặt lượng đất xói mịn nghiên cứu sinh thái thủy văn rừng” Tạp chí Nông nghiệp & PTNT tháng 10/2001 Phạm Văn Điển (2002), “Thăm dò phương pháp đo lượng nước chảy bề mặt lượng nước chảy men thân phục vụ cho nghiên cứu sinh thái thủy văn rừng nhiệt đới” Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng, trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Phạm Văn Điển (2006), “Nghiên cứu khả giữ nước số thảm thực vật vùng phòng hộ hồ thủy điện hịa bình” Luận án tiến sĩ Nơng nghiệp, NN&PTNT Hội khoa học đất Việt Nam (2000), Đất Việt Nam (chƣơng V Hóa học đất), Nxb Nơng nghiệp Hà Nội 42 Võ Đại Hải, 1996, “Nghiên cứu dạng cấu trúc hợp lý cho rừng phòng hộ đầu nguồn Việt Nam” Luận án phó tiến sỹ khoa học Nông nghiệp Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội 10 Võ Đại Hải, Ngơ Đình Quế (1982, 1992 2002), “Đánh giá tác động rừng đến dịng chảy xói mịn đất số lưu vực sơng miền Trung Tây Ngun” Tạp chí Nơng nghiệp PTNT, kỳ I tháng 10/2006 11 Hudson N (1981): bảo vệ đất chống xói mịn (Đào Trọng Năng Nguyễn Kim Dung dịch) Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội – 1981 12 Nguyễn Thế Hƣng (2008),” Một số kết nghiên cứu vai trò bảo vệ nguồn nước số dạng thảm thực vật ven thành phố Hạ Long (Quảng Ninh)” 13 Nguyễn Văn Khiết, 2009 “Nghiên cứu đặc điểm xói mòn mặt khởi đầu số thảm thực vật Lương Sơn - Hịa Bình” Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp Đại học Lâm nghiệp 14 Nguyễn Văn Khiết, 2014 “Nghiên cứu xác định vai trò số yếu tố liên quan đến xói mịn đất nước ta” Tạp chí KHLN 1/2014 (3145 3153) 15 Phùng Văn Khoa (1997), “Nghiên cứu số đặc điểm thủy văn rừng trồng thông mã vĩ làm sở cho việc xây dựng tiêu chuẩn rừng trồng giữ nước khu thực nghiệm trường Đại học Lâm Nghiệp Xuân Mai” Luận văn thạc sỹ khoa học Lâm nghiệp, Trƣờng đại học Lâm nghiệp 16 Phùng Văn Khoa, “Nghiên cứu đặc điểm thủy văn rừng thông đuôi ngựa khu vực núi Luốt, Xuân Mai, Hà Tây” Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp Đại học Lâm nghiệp 17 Ngô Kim Khôi (1998), “Cấu trúc thảm thực vật vấn đề xói mịn”, Tạp chí Nơng nghiệp PTNT số 1/2002 43 18 Đỗ Thị Lan (2013),” nghiên cứu khả thấm giữ nước tiềm tàng đất rừng nhằm góp phần hạn chế xói mịn dự báo lũ rừng cho huyện Định Hóa tỉnh Thái Nguyên” 19 Nguyễn Thanh Lâm, Trần An Phong, 1996 Một số thông tin đất dốc Việt Nam 20 Lại Thị Loan, “nghiên cứu đặc tính dịng chảy mặt số mơ hình sử dụng đất lâm trường Lương Sơn huyện Lương Sơn – Tỉnh Hịa Bình” Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp Đại học Lâm Nghiệp 21 Bùi Ngạnh, Vũ Văn Mễ (1995), ”kết bước đầu nghiên cứu tình hình xói mịn biện pháp phịng chống xói mịn đất rừng trống bồ đề Tứ Quận Tuyên Quang (1974 – 1976)” Khoa học kỹ thuật lâm nghiệp Việt Nam 22 Vũ Thanh Te, Trần Quốc Thƣởng, Phạm Anh Tuấn (2005), “Nghiên cứu tác động lớp phủ thực vật đến khả gây xói mịn đất vận chuyển bùn cát lưu vực sơng chợ Lèn” Tạp chí Nơng nghiệp & PTNT, kỳ 1, tháng 8/2005 23 Lƣơng Văn Thanh (2004), “nghiên cứu đánh giá trạng xói mịn lưu vực hồ Trị An” Tạp chí Nơng nghiệp & PTNT kỳ tháng 12/2006 24 Chảo Thị Yến (2014),” đánh giá ảnh hưởng loại thảm thực vật che với dịng chảy mặt đất xói mịn núi Luốt, Trường Đại học Lâm nghiệp”.Luận văn tốt nghiệp 25 Wischmeier W.H.A rainfall erosion index for a Universal Soil Loss Equation Siol Sei Soc Am Proc Vol 23 1959 26 Nguồn dẫn http://bacsinoitru.vn/f103/phan-tich-tuong-quan-536.html 44 ... vật liệu che phủ khác Ở Việt Nam việc nghiên cứu trình phát sinh dịng chảy mặt lƣợng đất xói mịn quy mơ thí nghiệm cịn mẻ Việc nghiên cứu quy mơ thí nghiệm đồng điều kiện ảnh hƣởng tới phát sinh. .. xói mịn Chính để đồng điều kiện có ảnh hƣởng tới q trình phát sinh dịng chảy mặt lƣợng đất xói mịn kiểm tra ảnh hƣởng bề mặt che phủ tiến hành nghiên cứu chủ đề: ? ?Ảnh hưởng vật liệu che phủ đến. .. không chặt 23 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc điểm phát sinh dòng chảy mặt từ đối tƣợng có vật liệu che phủ khác Kết phát sinh dòng chảy từ loại vật liệu che phủ khác đƣợc tổng hợp