Nghiên cứu này nhằm đánh giá các yếu tố dẫn đến xói mòn đất trên địa bàn tỉnh Điện Biên. Kết quả nghiên cứu đã sử dụng phương trình mất đất phổ quát USLE để xây dựng mô hình xói mòn đất tiềm năng và mô hình xói mòn đất hiện trạng. Tại tỉnh Điện Biên, tiềm năng xói mòn từ mức trung bình đến rất mạnh chiếm 64,29 % diện tích tự nhiên toàn tỉnh.
Hội thảo khoa học Quốc gia Quản lý tài nguyên, môi trường phát triển bền vững vùng Tây Bắc, Việt Nam ỨNG DỤNG GIS TRONG ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ XĨI MỊN ĐẤT TẠI TỈNH ĐIỆN BIÊN Trần Thị Hằng Trường Đại học Tây Bắc Email: hangtran256@utb.edu.vn Tóm tắt: Nghiên cứu nhằm đánh giá yếu tố dẫn đến xói mịn đất địa bàn tỉnh Điện Biên Kết nghiên cứu sử dụng phương trình đất phổ qt USLE để xây dựng mơ hình xói mịn đất tiềm mơ hình xói mịn đất trạng Tại tỉnh Điện Biên, tiềm xói mịn từ mức trung bình đến mạnh chiếm 64,29 % diện tích tự nhiên tồn tỉnh Có 30,8 % diện tích tự nhiên mức xói mịn thực tế mạnh mạnh, Tủa Chùa có trạng xói mòn mức cao nhất, kết nghiên cứu sở định hướng bảo vệ môi trường sản xuất nông, lâm nghiệp du lịch Điện Biên Từ khóa: Mơ hình, nơng nghiệp, xói mịn đất, kinh tế ĐẶT VẤN ĐỀ Xói mịn đất tượng tự nhiên di chuyển đất nước mưa gió Tuy nhiên, với xu biến đổi khí hậu tồn cầu, tỉnh Điện Biên năm gần thường xun xảy xói mịn đất quy mô rộng lớn,… gây thiệt hại lớn đến phát triển kinh tế địa phương Chính lựa chọn “Ứng dụng GIS đánh giá mức độ xói mịn đất tỉnh Điện Biên” làm định hướng nghiên cứu DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Dữ liệu nghiên cứu Kết nghiên cứu thực sở tài liệu: Cơ sở liệu đồ chuyên đề: Bản đồ địa hình tỉnh Điện Biên tỷ lệ 1:50.000 (Bộ Tài nguyên Môi trường); Bản đồ địa chất (Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam); Các đồ chuyên đề thổ nhưỡng, thảm thực vật, khí hậu tỉnh Điện Biên; Đề tài “Điều tra đánh giá tượng trượt lở - lũ bùn đá Lai Châu đề xuất biện pháp phòng chống” (Viện Địa chất, Hà Nội); Đề tài “Nghiên cứu đánh giá phân vùng dự báo tượng tai biến trượt lở, nứt sụt đất, lũ quét - lũ bùn đá khu vực Sơn La - Lai Châu, đề xuất giải pháp phòng tránh giảm nhẹ thiên tai” (Viện Địa chất, Hà Nội) Mặt khác, nguồn sở tài liệu bao gồm kết điều tra nghiên cứu thực địa 2.2 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp thu thập, xử lí, thống kê số liệu, tài liệu: Để thực nghiên cứu này, tiến hành thu thập tất tài liệu, số liệu liên quan đến tài ngun thiên nhiên, mơi trường Điện Biên Nhóm phương pháp thực địa: Trong trình nghiên cứu, tiến hành khảo sát địa phương khác tỉnh Điện Biên Những kết thu thập thực địa tư liệu quan trọng nhằm minh họa, bổ sung cho nghiên cứu lý thuyết báo Phương pháp đồ, hệ thông tin địa lý (GIS) viễn thám: Các đồ báo xây dựng hệ thống thông tin địa lý (GIS) với số phần mềm MapInfo, ArcGIS 10 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Ngoài ra, liệu thuộc tính liệu thống kê kinh tế xã hội, môi trường tỉnh Điện Biên khơng gian hóa cách nhập thuộc tính theo trường thuộc tính khác Dữ liệu sở đồ có hệ tọa độ VN2000 chuyển sang định dạng shape file phần mềm ArcGIS, lớp thông tin tách từ đồ này, sau cập nhật thêm từ ảnh vệ tinh Landsat 215 Ứng dụng GIS đánh giá mức độ xói mịn đất tỉnh Điện Biên Xây dựng mơ hình đất phổ dụng USLE, mơ hình định lượng để xác định lượng đất bị xói mịn sở phương trình đất phổ dụng USLE (Universal Soil Loss Equation) Wischmeier Smith, 1978 A=R*K*L*S*C*P đó: A: Lượng đất trung bình hàng năm chuyển tới chân sườn (tấn/ha/năm); R: Hệ số xói mịn mưa; K: Hệ số kháng xói đất; L: Hệ số chiều dài sườn dốc; S: Hệ số độ dốc; C: Hệ số trồng lớp phủ; P: Hệ số canh tác bảo vệ đất Trên thực tế cơng cụ phải tương thích với với hệ thống GIS giảm thiểu thời gian xử lí liệu tận dụng chức phân tích khơng gian sẵn có 3.2 Mơ hình xói mịn đất tỉnh Điện Biên 3.2.1 Xây dựng đồ thành phần Dữ liệu địa hình DEM đưa vào từ nhiều nguồn khác Tại Mỹ N-SPECT phát triển kiểm nghiệm với liệu DEM độ phân giải 10 m U.S Geology Survey tổng hợp xuống độ phân giải 30 m Mỗi tệp liệu DEM lưu trữ giá trị độ cao khuôn dạng chuẩn trao đổi liệu không gian Đối với khu vực nghiên cứu tác giả sở liệu đồ chuyên đề: Bản đồ địa hình tỉnh Điện Biên tỷ lệ 1:50.000, 1:25.000 (Bộ Tài nguyên Môi trường) Bản đồ thổ nhưỡng tỉnh Điện Biên tỷ lệ 1:100.000, 1:50.000 (Viện Thổ nhưỡng Nơng hóa, 2014) Các phần mềm chuyên dụng lĩnh vực đồ: MapInfo, ArcGIS, phần mềm lọc Erdas Imagine, Google earth, ảnh vệ tinh Landsat - Mơ hình số độ cao DEM (Digital Elevation Model) Đây loại liệu không gian dùng để biểu diễn gần địa hình bề mặt nghiên cứu thông qua bề mặt mô từ hàm số xác định không gian liên tục tập hợp giá trị độ cao ңŶĜһĜҷĂŚŞŶŚĜĆĜӇӄĐƐҺŚŽĄ EҾŝƐƵLJƚӉĜӇӁŶŐ ĜһŶŐŵӈĐ DƀŚŞŶŚƐҺĜҾĐĂŽ D Các bước tính tốn mơ hình DEM Hình Mơ hình số độ cao tỉnh Điện Biên 216 Trần Thị Hằng Dữ liệu có khả thể chi tiết yếu tố địa hình khu vực nghiên cứu có khả sử dụng cho đánh giá xói mịn đất khu vực nhỏ Trên kết tính tốn mơ hình số độ cao tỉnh Điện Biên GIS Từ mơ hình DEM tính mơ hình độ dốc (Slope), mơ hình hướng phơi (Aspect), mơ hình chiều dài sườn Mơ hình số độ cao xây dựng cho toàn tỉnh Điện Biên nội suy từ liệu đường bình độ điểm độ cao với khoảng cao 20 m phần mềm ArcGIS 10.2 độ phân giải không gian (pixel) 30 m - Mơ hình độ dốc (Slope) Mơ hình độ dốc tính tốn từ mơ hình DEM qua chức Spatial Analys Tool phần mềm ArcGIS Dữ liệu sở dùng để tính đồ độ dốc mơ hình DEM Độ dốc thể góc nghiêng địa hình điểm quan sát so với bề mặt nằm ngang Sau chạy xong mơ hình độ dốc chuyển qua Erdas Imagine để lọc, sau lại chuyển qua ArcGIS Trên mơ hình số độ cao, điểm quan sát ước lệ pixel mơ hình số độ cao độ dốc tỷ lệ thay đổi giá trị pixel (độ cao) so với pixel lân cận Hình Mơ hình độ dốc tỉnh Điện Biên - Mơ hình lượng mưa (R) Hình Mơ hình lượng mưa R tỉnh Điện Biên Mơ hình lượng mưa R, đặc trưng cho mức độ xói mịn mưa tính tốn nội suy phần mềm ArcGIS từ đồ lượng mưa trung bình năm với số liệu đo trạm tỉnh trạm khác bên Điện Biên Hình Mơ hình chiều dài sườn L tỉnh Điện Biên Hình Mơ hình hệ số độ dốc S tỉnh Điện Biên Ứng dụng GIS đánh giá mức độ xói mịn đất tỉnh Điện Biên 217 Yếu tố địa hình đóng vai trị quan trọng đánh giá xói mịn đất Do tác giả sử dụng yếu tố địa hình chi tiết cho khu vực nghiên cứu có khả đánh giá xói mịn cho khu vực nhỏ Tính LS theo cơng thức: Tính Flow Direction từ mơ hình DEM (SAT\Hydrology\) Tính Flow Accumulation từ Flow Direction/Tính LS factor Yêu cầu liệu phải thống với liệu khác, điều kiện đảm bảo cho q trình tích hợp thơng tin đưa kết đắn Hình Mơ hình hệ số LS tỉnh Điện Biên - Bản đồ hệ số xói mịn đất (K) Bản đồ hệ số xói mịn đất K tỉnh Điện Biên thành lập sở đồ thổ nhưỡng Đây đồ thành phần tham gia tính mơ hình tiềm xói mịn đất Hình Mơ hình hệ số K tỉnh Điện Biên Hệ số K loại đất Điện Biên xác lập cho loại đất, cụ thể dựa vào bảng phân cấp hệ số xói mịn đất FAO, nghiên cứu xói mịn đất tác giả Nguyễn Trọng Hà, Nguyễn Quang Mỹ Đối với GIS, bảng liệu loại đất, nhóm đất hệ số kháng xói xây dựng độc lập liên kết với liệu thơng qua mơi trường thuộc tính - Bản đồ hệ số C Hệ số C đối tượng lớp phủ mặt đất tham khảo từ bảng tra hệ số C N - SPECT số nghiên cứu khác Việt Nam Thảm thực vật vừa nhân tố ảnh hưởng vừa ngun nhân dẫn đến q trình xói mịn, 218 Trần Thị Hằng tăng giảm trình phụ thuộc vào độ che phủ thảm thực vật Nếu đất có độ che phủ cao, mức độ xói mịn hạn chế ngược lại Hình Mơ hình hệ C tỉnh Điện Biên 2.2.2 Thành lập đồ xói mịn trạng tỉnh Điện Biên Căn vào quy định phân cấp trạng xói mịn theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5299 - 1995) tỉnh Điện Biên chia thành năm cấp xói mịn Xói mịn tượng phá hủy lớp đất đá tác động dịng chảy, nước lũ gió Xói mịn đất có ngun nhân tự nhiên nhân sinh, gây tượng đất bạc màu, thối hóa, trơ sỏi đá, ảnh hưởng trực tiếp đến phát triển thảm thực vật trồng Phát triển nông nghiệp Điện Biên song hành với hoạt động canh tác đất dốc dẫn đến nguy xói mịn cao Theo ước tính năm có vài chục đất chất dinh dưỡng bị thay vào đất bạc màu Mức độ xói mịn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ dốc, lực ma sát, lớp phủ thực vật Xói mịn đất diễn tự nhiên song với phát triển dân số Điện Biên q trình diễn mạnh mẽ giai đoạn nay, gây thiệt hại kinh tế cho tỉnh Điện Biên Hình Bản đồ xói mịn đất thực tế tỉnh Điện Biên Ứng dụng GIS đánh giá mức độ xói mòn đất tỉnh Điện Biên 219 KẾT LUẬN Các kết ứng dụng GIS đánh giá xói mịn đất cho thấy tính khả thi lợi to lớn so với phương pháp truyền thống Xói mịn đất tập trung khu vực đứt gãy, thung lũng hẹp nơi có lớp phủ thực vật thấp, đất có cấu trúc bở rời hình thành đá cát Kết nghiên cứu cho thấy: 30,8 % diện tích tự nhiên mức xói mịn thực tế mạnh mạnh, huyện Tủa Chùa có trạng xói mịn mức cao Trong thời gian tới, Điện Biên cần có nghiên cứu chi tiết biểu tai biến thiên nhiên để có định hướng sử dụng tài nguyên cách hợp lý tránh thiệt hại nghiêm trọng sản xuất hệ sinh thái TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Thị Hằng (2017), “Đánh giá tổng hợp điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên phục vụ phát triển bền vững nông lâm nghiệp du lịch tỉnh Điện Biên”, Luận án tiến sĩ, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam [2] Nguyễn Văn Hùng nnk (2012), Nghiên cứu đánh giá phân vùng dự báo tượng tai biến trượt lở, nứt sụt đất, lũ quét - lũ bùn đá khu vực Sơn La - Lai Châu, đề xuất giải pháp phòng tránh giảm nhẹ thiên tai, Viện Địa chất, Hà Nội [3] Lê Văn Khoa (1997), Môi trường Phát triển bền vững miền núi, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội [4] Vũ Cao Minh nnk (1997), Điều tra đánh giá tượng trượt lở - lũ bùn đá Lai Châu đề xuất biện pháp phòng chống, Viện Địa chất, Hà Nội [5] Nguyễn Quang Mỹ (2005), Xói mịn đất đại biện pháp chống xói mòn, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội GIS APPLICATION IN EVALUATION OF LAND EROSION IN DIEN BIEN PROVINCE Tran Thi Hang Tay Bac University Abstract: This study aims to assess factors leading to soil erosion in Dien Bien province The results of the study are based on the application of USLE (Universal Soil Loss Equation) to develop potential soil erosion models and current soil erosion models In Dien Bien Province, erosion potential of “medium” to “very strong” levels account for 64.29 % of the province's natural area 30.8 % of the natural area is at the erosion level of “strong” and “very strong”, in which Tua Chua has the highest level of erosion Research results are the basis of environmental protection orientation in agriculture, forestry and tourism of Dien Bien Keywords: model, agriculture, soil erosion, economy ... Điện Biên Hình Bản đồ xói mịn đất thực tế tỉnh Điện Biên Ứng dụng GIS đánh giá mức độ xói mịn đất tỉnh Điện Biên 219 KẾT LUẬN Các kết ứng dụng GIS đánh giá xói mịn đất cho thấy tính khả thi lợi... liệu đo trạm tỉnh trạm khác bên Điện Biên Hình Mơ hình chiều dài sườn L tỉnh Điện Biên Hình Mơ hình hệ số độ dốc S tỉnh Điện Biên Ứng dụng GIS đánh giá mức độ xói mịn đất tỉnh Điện Biên 217 Yếu...215 Ứng dụng GIS đánh giá mức độ xói mịn đất tỉnh Điện Biên Xây dựng mơ hình đất phổ dụng USLE, mơ hình định lượng để xác định lượng đất bị xói mịn sở phương trình đất phổ dụng USLE (Universal