CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.2 Xói mịn, các phương pháp nghiên cứu và các biện pháp phòng chống xói mịn
1.2.2 Phương pháp nghiên cứu xói mịn đất
1.2.2.1 Các phương pháp nghiên cứu xói mịn đất
Đánh giá nguy hại của xói mịn đất là dạng đặc biệt của đánh giá tài nguyên đất. Tùy thuộc vào mức độ xói mịn đất, lượng đất mất đi, phạm vi khu vực nghiên cứu mà người ta sẽ sử dụng những phương pháp tương ứng. Hiện nay có ba phương pháp nghiên cứu xói mịn đất mà người ta hay sử dụng nhất. Đó là phương pháp quan sát ngoài thực địa, phương pháp quan trắc và phương pháp mơ hình thực nghiệm. Mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng, do đó cần phối hợp giữa các biện pháp để có thể phát huy hết những ưu điểm của từng phương pháp.
1.2.2.1.1 Phương pháp ngoài thực địa
Đây là phương pháp lần đầu tiên được sử dụng trong nhiều lĩnh vực nói chung và nghiên cứu xói mịn đất nói riêng. Phương pháp này mô tả vật chất cấu tạo của lớp bề mặt bằng sự đo vẽ, mô tả, lấy mẫu và phân tích lập các mặt cắt địa chất, các thơng số nghiên cứu tùy thuộc vào mục đích và yêu cầu cơng việc. Để nghiên cứu xói mịn đất cần các thông số như: Thành phần cơ giới, cấu trúc đất, hàm lượng mùn, độ dày tầng đất, độ dốc, chiều dài sườn dốc, các yếu tố khí hậu như lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm…
Các thông số thu được từ phương pháp khảo sát thực địa gồm:
Các thông số về sườn dốc, đánh giá khả năng của quá trình hoạt động của sườn dốc cả về định tính và định lượng.
Nghiên cứu đặc điểm của vi địa hình khu vực nghiên cứu.
Đánh giá mức độ xói mịn đất thơng qua đo đạc nghiên cứu trầm tích ở các sườn dốc, chân dốc, trong lịng suối, khe rãnh…
Phân loại đất thơng qua các chỉ tiêu như thành phần cơ giới, cấu trúc đất… Từ đó có các cơ sở dữ liệu cho việc đánh giá xói mịn đất thơng qua các phương pháp như phương pháp mơ hình thực nghiệm, quan trắc…
1.2.2.1.2 Phương pháp quan trắc
Quan trắc là một quá trình tiến hành đo đạc, giám sát, ghi nhận kết quả một cách thường xuyên và liên tục, đồng bộ các chỉ tiêu, yếu tố môi trường cần nghiên cứu. Mơi trường có rất nhiều yếu tố khác nhau, chỉ có thể nghiên cứu những yếu tố chính. Đối với phương pháp quan trắc để đánh giá xói mịn đất cần phải thu thập những thơng số sau:
¾ Quan trắc để lấy thơng số về khí hậu gồm lượng mưa trung bình năm, thời điểm mưa, thời gian mưa, cường độ mưa, đặc tính của mưa, nhiệt độ, khả năng bốc hơi..
¾ Quan trắc để thu thập thơng số về dịng chảy, độ dày lớp nước (phụ thuộc vào lượng mưa, khả năng và tốc độ thấm của đất )…
¾ Quan trắc thu thập các yếu tố như địa hình: Độ dốc, chiều dài sườn dốc… và các mối quan hệ của chúng đến xói mịn bằng cách quan trắc ở từng bậc độ dốc của các yếu tố cần thiết:
Các thông số về lớp phủ thực vật và ảnh hưởng của nó đến xói mịn đất: Quan trắc, so sánh giữa các khu vực có các loại lớp phủ khác nhau như khu vực canh tác bình thường, khu vực canh tác có biện pháp chống xói mịn, khu vực đất trống đồi, núi trọc, khu vực có rừng che phủ…
Các thơng số về thành phần đất, hàm lượng chất dinh dưỡng, trầm tích…
1.2.2.1.3 Phương pháp mơ hình thực nghiệm
Các mơ hình mơ phỏng xói mịn đất là sự khái qt từ các dữ liệu đo đạc thực tế dựa trên các điều kiện nhân tạo. Điều kiện nhân tạo ở đây chính là việc mơ phỏng những điều kiện thực tế như các yếu tố địa hình, thực vật, mưa, đất… Phần lớn các mơ hình thực nghiệm hiện nay được nghiên cứu được nghiên cứu dựa trên liên kết một số yếu tố tự nhiên chính liên quan đến xói mịn đất và thiết lập mối liên hệ giữa các yếu tố đó với sự xói mịn đất. Thơng thường các yếu tố đó được xác định mối quan hệ với nhau thông qua việc quan trắc, đo đạc, thí nghiệm và thống kê xác xuất. Các mơ hình thực nghiệm có thể phân thành 3 kiểu:
¾ Mơ hình vật lý: Là mơ hình được thu nhỏ, thực hiện trong phịng thí nghiệm với những điều kiện nhân tạo và giả định về mặt động học trong thực tế là tương ứng nhau. Do tiến hành trong điều kiện nhân tạo hoàn toàn nên rất tốn kém và độ chính xác khơng cao do thiếu thực tế.
¾ Mơ hình Analog: Là mơ hình sử dụng các hệ thống cơ học, mạch điện để nghiên cứu. Chẳng hạn sử dụng dịng điện để mơ phỏng tác động tương đương như dịng nước.
¾ Mơ hình số: Là mơ hình tính tốn dựa trên cơ sở dữ liệu, mơ hình này được chia làm 3 loại:
9 Mơ hình dựa trên cơ sở vật lý thơng thường là dùng các phương trình tốn lý, tính đến quy luật bảo tồn năng lượng và vật chất để mô phỏng sự vật.
9 Mơ hình Stochastic dựa trên bản chất liên tục của dữ liệu thống kê.
9 Mơ hình thực nghiệm dựa trên xác định các tương quan giữa các biến cố số liệu.
1.2.2.2 Các phương pháp thành lập bản đồ xói mịn đất
Có nhiều cách khác nhau để thành lập bản đồ xói mịn đất nhưng có thể chia thành 2 loại:
¾ Phương pháp truyền thống.
¾ Phương pháp ứng dụng hệ thông tin địa lý (GIS).
1.2.2.2.1 Phương pháp truyền thống
Để thành lập bản đồ chuyên đề cần thông qua 2 bước:
9 Lập bản đồ nền cơ sở địa lý: Gồm ranh giới địa lý, vị trí, các yếu tố tự nhiên như địa hình, thực vật…
9 Lập bản đồ chuyên đề: Tạo lớp thông tin chuyên đề dựa trên bản đồ nền.
Lập bản đồ bằng phương pháp truyền thống địi hỏi số lượng thơng tin lớn lấy từ nghiên cứu thực địa và số liệu quan trắc được và quá trình xử lý số liệu phức tạp. Quá trình thu thập và xử lý số liệu như vậy cần rất nhiều thời gian và công sức
mà độ chính xác lại khơng cao do số liệu khơng đồng bộ về thời gian, thiết bị, thời gian xử lý lâu làm thông tin không phản ảnh kịp thực tế.
Để giải quyết những nhược điểm này các nhà nghiên cứu đã ứng dụng những thành tựu về công nghệ thông tin làm cho việc thành lập bản đồ một cách nhanh chóng và chính xác hơn gấp nhiều lần.
1.2.2.2.2 Phương pháp ứng dụng hệ thông tin địa lý GIS
Đây là phương pháp hiện đại đang được sử dụng ngày càng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Phương pháp này có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp khác là nó có khả năng sửa đổi, cập nhập, lưu trữ dữ liệu một cách nhanh chóng.