Xây dựng bản đồ xói mòn đất vùng Tây Bắc Việt Nam sử dụng mô hình SWAT

Phương pháp nghiên cứu 1. Phương pháp thu thập dữ liệu

* DEM: Tụi ủó sử dụng cỏc phương phỏp cắt DEM, chỉnh tọa ủộ và hệ quy chiếu. + Xỏc ủịnh cỏc giỏ trị của thụng số xúi mũn ủất bằng Excel, FAO, so sỏnh dữ liệu ủiều tra. + Dữ liệu khí tượng thu thập với số lượng rất nhiều và dung lượng rất lớn, do vậy tụi sử dụng Excel ủể sắp xếp dữ liệu.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp……… 60. Với dữ liệu rất lớn, do vậy tụi phải sử dụng Visual Basic và Portram ủể lập trình và sắp xếp dữ liệu. + Sau ủú tụi phải tiến hành gắn giỏ trị xúi mũn vào cỏc diện tớch ủơn vị thủy văn (HRU) bằng việc sử dụng Avenue trong ArcView.

Chuẩn bị dữ liệu ủầu vào cho mụ hỡnh SWAT 1. ðịa hình

Tiếp theo thuỷ ủiện Lai Chõu sẽ ủầu tư xõy dựng với cụng suất từ 300 - 1.200 MW và nhiều cụng trỡnh thuỷ ủiện vừa và nhỏ sản xuất ủiện, dự trữ nước cho sinh hoạt và sản xuất của nhân dân trong vùng. Rừng Tõy Bắc cú nhiều loại ủộng, thực vật quý hiếm tiờu biểu nhất vựng nỳi phớa Bắc, cú một số loài ủược ghi trong sỏch ủỏ Việt Nam. Với tỷ lệ này, DEM ủó phủ kớn diện tích vùng nghiên cứu bao gồm toàn bộ các lưu vực sông ngòi ảnh hưởng trong vùng.

Dữ liệu ựất tôi thu thập theo từng mẫu phẫu diện, tại Trung tâm đánh giá ủất - Tổng cục ủất ủai, bao gồm cỏc dữ liệu về: ủộ dày tầng ủất, pHKCl, OM, lõn tổng số, Catrion trao ủổi, thành phần cơ giới,… Với dữ liệu ủất thu thập ủược, tụi tiến hành xõy dựng bản ủồ ủất bằng Arc GIS. Số liệu mưa tụi thu thập trong nghiờn cứu này ủược thu thập tại Viện Khớ tượng Thuỷ văn, với số liệu mưa theo ngày, ít nhất trong 10 năm. Với dữ liệu mưa tớnh theo ngày, ủảm bảo dữ liệu ủầu vào cho mụ hỡnh SWAT chạy ổn ủịnh và cho kết quả ủầu ra chớnh xỏc.

Tại mỗi trạm thu thập, tụi cú luụn vị trớ của trạm theo kinh ủộ và vĩ ủộ xỏc ủịnh. Hệ thống thuỷ văn khu vực Tây Bắc Việt Nam gồm hệ thống các sông chắnh: hệ thống sông đà, sông Mã, và một số hệ thống sông nhỏ. Sông bắt nguồn từ tỉnh Vân Nam, Trung Quốc chảy theo hướng tây bắc - ủụng nam ủể rồi nhập với sụng Hồng ở Phỳ Thọ.

Sông chảy qua các tỉnh Tây Bắc Việt Nam là Lai Châu, ðiện Biên, Sơn La, Hòa Bình, Phú Thọ. Sông Mã bắt nguồn từ phía Nam tỉnh ðiện Biên chảy theo hướng Tây Bắc-đông Nam qua huyện Sông Mã của tỉnh Sơn La, qua lãnh thổ Lào, rồi tới tỉnh Thanh Hóa. Tại Thanh Hóa, sông tiếp tục giữ hướng Tây Bắc - đông Nam chảy qua cỏc huyện phớa Bắc của tỉnh, hội lưu với sụng Chu rồi ủổ ra vịnh Bắc Bộ ở cửa Hới nằm giữa huyện Hoằng Hóa và thị xã Sầm Sơn cùng hai cửa phụ là Lạch Trường và cửa Lèn.

Các phụ lưu lớn của sông Mã là sông Chu, sông Bưởi, sông Cầu Chày ủều hợp lưu với sụng Mó trờn ủịa phận Thanh Húa. (Nguồn: Viện khí tượng thủy văn) Trong hỡnh 13 trờn, mụ tả tốc ủộ giú thu thập ủược tại trạm ủo giú ðiện Biờn. Tất cả những dữ liệu tụi thu thập về, ủều phải thụng qua bước chuẩn hoỏ dữ liệu, nhằm chuẩn bị tốt nhất dữ liệu ủầu vào cho mụ hỡnh mụ phỏng xúi mũn ủất SWAT.

Xõy dựng mụ hỡnh mụ phỏng xúi mũn ủất

Với dữ liệu quan trắc mưa và dòng chảy theo ngày làm cơ sở cho mô hình SWAT kiểm chứng dũng chảy, sau ủú tớnh sẽ tớnh toỏn diện tớch HRU (Shru), thể tớch (Qsurf) và giỏ trị max (qqeak) của dũng chảy mặt, hệ số ủịa hỡnh (LS) và hệ số nhám (CFRG). Dữ liệu DEM nhập vào trong mụ hỡnh SWAT phải ủược chuẩn hoỏ theo phộp chiếu WGS 84, cú như vậy mới ủồng hoỏ dữ liệu trong khu vực nghiên cứu. Sau khi nhập dữ liệu về DEM, Amarks, dòng chảy, mô hình sẽ tính toán lưu vực của dòng chảy trong vùng.

Giao diện xỏc ủịnh vị trớ cỏc trạm ủo nước trong mụ hỡnh (Trong ủú: màu ủỏ là vựng Tõy Bắc, màu xanh là sụng ngũi, ủiểm chấm. trũn là vị trớ trạm ủo nước). Giao diện kết quả của quỏ trỡnh xỏc ủịnh lưu vực con của thượng nguồn sông trong vùng Tây Bắc. - Nhập dữ liệu về sử dụng ủất và phõn loại lại theo dữ liệu về ủất ủược thể hiện như trong hình 4.24.

Giao diện kết quả ảnh hưởng xói mòn do sông tại khu vực nghiờn cứu khi phõn loại lại sử ủụng ủất. Giao diện kết quả ảnh hưởng xói mòn do sông tại khu vực nghiờn cứu sau khi phõn loại lại sử ủụng ủất. Sau khi phõn loại lại sử dụng ủất và ủất, tụi tiến hành chồng ghộp 2 loại bản ủồ này lại với nhau trước khi nhập dữ liệu khớ tượng ủầu vào cho mụ hình.

Sau khi chạy thành cụng mụ hỡnh mụ phỏng xúi mũn ủất SWAT, kết quả dữ liệu ủầu ra của mụ hỡnh, trong ủú dữ liệu quan trọng nhất là lượng ủất mất do bị xói mòn (USLE – tính theo tấn/ha/năm). 2 HruLanduseSoilRepSwat.txt Text 17KB Mô tả số lượng các HRU (ủơn vị ủồng nhất về phản ứng thủy văn) và SUB (ủơn vị con của dòng chảy), diện tích HRU và diện tích của HRU khi tham gia vào quá trình tính toán XM của mô hình. 3 1.sub Mụ tả thời tiết trong từng Subbasin: Vĩ ủộ (Latitude), ủộ cao (Elev); số trạm mưa (Irgage), trạm nhiệt ủộ (Itgage), trạm bức xạ (Isgage), trạm ủộ ẩm (Ihgage), trạm ủo giú (Iwgage), tờn của trạm dữ liệu chung (Wgnfile) ủược sử dụng trong từng Sub 4 1.swq Diễn tả thông số chất lượng nguồn nước trong mô hình sử dụng 5 1.wgn Mô tả trạm khí hậu thời tiết chung sử dụng trong mô hình.

Kết quả lượng ủất bị xúi mũn ủược tớnh cho 115 ủơn vị diện tớch theo thời gian từng thỏng. Kết quả mụ hỡnh cho thấy số liệu biến ủộng lượng ủất xúi mũn theo vị trớ ủịa lý trờn tũan bộ lónh thổ vựng Tõy Bắc. Với dữ liệu thu ủược, tụi tiến hành thành lập bản ủồ xúi mũn ủất cho vùng nghiên cứu bằng phần mền Arc Gis 9.2.