CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XÓI MÕN ĐẤT
1.2. TỔNG QUAN CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU XĨI MỊN ĐẤT
1.2.3. Một số mơ hình chuẩn đốn và đánh giá xói mịn
Trên thế giới có nhiều nghiên cứu về các mơ hình đánh giá xói mịn đã đƣợc nghiên cứu và đƣa vào sử dụng nhƣ:
- Mơ hình đ nh gi xói mịn đất tr n cơ sở phương trình mất đất phổ dụng (Universal Soil Los Equation – USLE) [27]
Phƣơng trình mất đất phổ dụng – USLE đƣợc Wischmeier và Smith và những ngƣời khác hoàn thành năm 1978, đƣợc chấp nhận rộng rãi và trở thành một công cụ đánh giá xói mịn đƣợc sử dụng phổ biến tại Mỹ và các nƣớc khác trên toàn thế giới.
Năm yếu tố chính đƣợc sử dụng để tính tốn lƣợng đất mất trên một khu vực cụ thể, đó là: mƣa, đất, thực vật, địa hình, biện pháp canh tác và biện pháp bảo vệ đất. Các giá trị xói mịn phản ánh bởi các yếu tố đó có thể thay đổi đáng kể do sự biến đổi của các điều kiện thời tiết. Phƣơng trình mất đất phổ dụng có dạng nhƣ sau:
A =R x K x LS x C x P
A - Lƣợng đất mất bình qn bị xói mịn trong năm (tấn/ha/năm).
R - Hệ số xói mịn do mƣa. Yếu tố lƣợng mƣa và dịng chảy mặt theo vị trí địa lý. Cƣờng độ và thời gian mƣa bão càng lớn thì tiềm năng xói mịn càng cao.
K - Hệ số kháng xói của đất. Đó là lƣợng đất mất trung bình theo đơn vị diện tích cho một loại đất cụ thể. K là đơn vị đo độ nhạy của các hạt đất tách rời và vận chuyển bởi mƣa và dòng chảy mặt. Kết cấu là yếu tố chính ảnh hƣởng đến K, chứ khơng phải là cấu trúc, vật chất hữu cơ và cũng nhƣ tính chất thấm.
LS - Hệ số ảnh hƣởng của địa hình đến xói mịn đất. Hệ số LS thể hiện tỷ số đất mất dƣới các điều kiện cụ thể mà tại một địa bàn với độ dốc sƣờn “chuẩn” và độ dài sƣờn xác định. Sƣờn càng dài và càng dốc, thì nguy cơ xói mịn càng cao.
C - Hệ số ảnh hƣởng của lớp phủ thực vật đến xói mịn đất. Hệ số này đƣợc sử dụng để xác định ảnh hƣởng tƣơng đối của độ che phủ đất trong sự ngăn ngừa mất đất. Hệ số C là một tỷ số so sánh lƣợng đất mất từ đồng ruộng
với lƣợng đất mất tƣơng ứng của đất bỏ hóa cách năm. Hệ số C có thể xác định bởi việc lựa chọn kiểu canh tác và phƣơng pháp canh tác .
P - Hệ số ảnh hƣởng của các biện pháp canh tác đến xói mịn đất. Hệ số này phản ánh ảnh hƣởng của các hoạt động con ngƣời sẽ làm giảm khối lƣợng và tốc độ của nƣớc bề mặt và do vậy làm giảm khối lƣợng xói mịn. Hệ số P thể hiện tỷ số của lƣợng đất mất đi bởi các biện pháp canh tác.
- Phương trình mất đất phổ dụng hiệu chỉnh (Revised Universal Soil Loss Equation - RUSLE): RUSLE là mơ hình tính tốn định lƣợng xói mịn đất do mƣa trên cơ sở nền tảng của mơ hình USLE đƣợc Renard hồn thiện và phát triển năm 1997. Mơ hình RUSLE cập nhật thơng tin của dữ liệu đầu vào và kết hợp với một số q trình của xói mịn đất. Phƣơng trình tƣơng quan để tính tốn lƣợng đất xói mịn của mơ hình RUSLE cũng tƣơng tự nhƣ phƣơng trình mất đất phổ dụng USLE. [27]
Tuy nhiên, nguyên tắc để hiệu chỉnh chỉ số xói mịn do mƣa R là dựa vào lƣợng mƣa, khả năng gây xói mịn của dịng chảy mặt hình thành do nƣớc mƣa hoặc tuyết tan. Chỉ số C cũng đƣợc hiệu chỉnh và thay đổi so với mơ hình USLE, cụ thể C đƣợc tính tốn dựa trên chỉ số phụ về tỷ số tổn thất đất SLR (Soil loss ratios). Chỉ số SLR phụ thuộc vào độ ẩm đất, độ nhám của bề mặt, lớp phủ bề mặt, độ dày tán lá, kiểu sử dụng đất chính,… (Renard, 1997).
- Mơ hình WEPP [27]
Mơ hình WEPP là kết quả của dự án dự báo xói mịn đất do nƣớc (Water Erosion Prediction Project) của Phòng Nghiên cứu Quốc gia về Xói mịn đất của Mỹ (National (USA) Soil Erosion Research Laboratory).
"WEPP à một qu trình, mơ phỏng một c ch i n tục và à một mơ hình d b o xói mịn đư c sử dụng cho c c m y tính c nhân. Nó có th ứng dụng cho c c qu trình xói mịn sườn đồi (xói mịn dạng phẳng và xói mịn
rãnh), cũng như mơ phỏng c c qu trình thuỷ văn và xói mịn tr n c c ưu v c nhỏ".
Mơ hình WEPP thể hiện một cơng nghệ mới về dự báo xói mịn dựa trên cơ sở khí hậu, lý thuyết thấm, thuỷ văn, cơ lý đất, khoa học về cây trồng, thuỷ lực học và cơ học về xói mịn. Mơ hình có nhiều điểm thuận lợi. Các thuận lợi nổi bật bao gồm khả năng ƣớc lƣợng sự phân bố về lƣợng đất mất đi do xói mịn theo thời gian và không gian (lƣợng đất thực sự mất đi của toàn bộ sƣờn dốc hoặc đối với mỗi điểm trên một tuyến sƣờn dốc có thể đƣợc ƣớc tính theo ngày, tháng hoặc trung bình năm).
- Mơ hình Morgan, Morgan và Finney (MMF): năm 1984, Morgan và
nhóm nghiên cứu đã phát triển một mơ hình để dự báo lƣợng đất mất trung bình hàng năm. Với mục đích cố gắng giữ nguyên tính đơn giản của mơ hình USLE kết hợp với một số kỹ thuật mới trong nghiên cứu các pha của q trình xói mịn gồm: pha nƣớc (năng lƣợng của hạt mƣa phá vỡ cấu trúc của đất) và pha vận chuyển, bồi lắng vật chất. Sự vận chuyển và bồi lắng vật chất trong q trình xói mòn đất là kết quả của sự tách các hạt đất ra khỏi các tập hợp (phá vỡ cấu trúc của đất) bởi dịng chảy mặt hình thành do nƣớc mƣa. Do vậy, pha vận chuyển và bồi lắng vật chất gồm 2 phƣơng trình tính tốn, phƣơng trình thứ nhất để tính tốn khả năng phá vỡ cấu trúc của đất, tách các hạt đất và phƣơng trình thứ 2 dùng để tính tốn khả năng vận chuyển vật chất của dòng chảy mặt.