2. Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới và ở Việt Nam
3.4.2. Xác định lượng mất đất tổng quát
Do điều kiện tự nhiên và tình hình thực tế của huyện, khu vực tính dự báo xói mòn để nghiên cứu, tính toán lượng đất mất đi để làm tiêu chuẩn phân cấp mức độ xói mòn được chọn nằm ở khu vực Đông – Bắc của huyện, phần lớn là đất xám bạc màu với tổng diện tích 15.000 ha chiếm hơn 17,749% tổng diện tích đất tự nhiên toàn huyện.
Theo tiêu chuẩn và công thức tính đã nêu trên, việc xác định các hệ số để tính lượng đất mất do xói mòn đất như sau:
* Hệ số mƣa (R)
- Thực tế ở huyện Võ Nhai chưa có tài liệu quản trắc mưa tự ghi một cách liên tục và đầy đủ, cho nên chúng ta sử dụng phương trình hội quy tuyến tính bình quân năm:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
R = 0,6442 Pi – 202
Trong đó:
Lượng mưa bình quân năm P = 1941,50mm/năm Thay vào phương trình trên ta tính được R = 1048,70
* Hệ số thổ nhƣỡng (K)
K là hệ số kháng xói của đất, phụ thuộc nhiều vào thành phần cơ lý của đất, quan trọng nhất là kích thước hạt đất. Tương quan giữa các thành phần khác nhau trong đất cũng như kết cấu đất và khả năng thẩm thấu của nó.
Công thức tính hệ số K được Wischmeier đưa ra là:
100K = 2,241[2,110-4 (12 – M)a1,14 + 3,25(b – 2) + 2,5(c – 3)] Trong đó:
K: hệ số xói mòn của đất, đơn vị là T/acre.1000.foot.tonf.inch.acre-1.h-1 a: trọng lượng cấp hạt (trọng lượng theo đường kính cấp hạt). a được xác định: (%) a = (% limon + % cát mịn)(100% - % sét)
M: hàm lượng chất hữu cơ trong đất, đo bằng phần trăm c: hệ số phụ thuộc khả năng tiêu thấm của đất
b: hệ số phụ thuộc vào hình dạng, sắp xếp và loại kết cấu đất.
Tuy nhiên, nếu dựa vào công thức trên để tính hệ số K rất phức tạp. Để tiện cho việc tính toán hệ số K, Wischmeier và Smith đã đưa ra toán đồ dựa vào công thức trên để tra hệ số K. Chúng tôi cũng sử dụng phương pháp này để xác định hệ số K cho các loại đất khu vực nghiên cứu.
Hệ số thổ nhưỡng đã được Nguyễn Trọng Hà [5] nghiên cứu và công bố năm 1996, vì vậy đề tài chỉ phân tích tính chất đất, phân loại đất khu vực nghiên cứu, sau đó kế thừa kết quả nghiên cứu của Nguyễn Trọng Hà.
- Do loại đất trong khu vực tính dự báo xói mòn là nhóm đất xám (phần lớn là đất đỏ vàng trên đá sét) nên áp theo bảng 3.17 ta xác định được nhân tố K = 0,22.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
* Hệ số độ dốc (L) và chiều dài sƣờn dốc ()
Chiều dài sườn dốc được tính bằng khoảng cách từ điểm bắt đầu dòng chảy mặt đến điểm diễn ra sự lắng đọng bùn cát hoặt là tới điểm tiếp xúc với lòng dẫn nào đó. Như vậy có thể chia các mái chảy thành các lô có độ dài sườn dốc khác biệt. Theo công thức Wischmeier W.H. – Smith D.D. thì hệ số chiều dài sườn dốc L được tính cho đoạn sườn dốc chuẩn 72,6m là:
L = m 6 , 72 (1) Trong đó:
L – hệ số chiều dài sườn dốc
– chiều dài sườn dốc (ft)
m – hệ số mũ (dao động từ 0,2 - 0,5) + m = 0,2 nếu độ dốc sườn dốc < = 1%
+ m = 0,3 nếu độ dốc sườn dốc từ 1% đến 3% + m = 0,4 nếu độ dốc sườn dốc từ 3% đến 5% + m = 0,5 nếu độ dốc sườn dốc > = 5%
Huyện Võ Nhai tỉnh Thái Nguyên là huyện miền núi vùng cao, đa số địa hình là đồi núi dốc, độ đốc trên 5%; do đó hệ số m chọn cố định bằng 0,5. Hệ số độ dốc S (Slop) được Wischmeier W.H. – Smith D.D. tính theo công thức:
S = 65,41sin2 + 4,56sin + 0,065 (2)
Trong đó:
S – Là hệ số độ dốc
- Là độ dốc (độ)
Trong thực tế mối liên hệ giữa độ dốc và chiều dài sườn dốc rất chặt chẽ, thường được sử dụng để xây dựng một bản đồ chuyên đề riêng, vì vậy hai hệ số L và S thường được gộp lại thành yếu tố địa hình (LS) và được tính theo công thức (1) * (2).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.24: Độ dốc, chiều dài sườn và nhân tố LS
STT Độ dốc (0
) Chiều dài sƣờn (m) Chiều dài sƣờn (ft) LS
1 8,70 1015,569 3331,919 206,645 2 9,97 868,901 2850,725 221,079 3 6,63 690,095 2264,091 91,276 4 5,92 792,843 2601,191 88,221 5 9,47 813,233 2668,087 190,069 * Hệ số thực bì (C)
Hệ số C đặc trưng cho mức độ hạn chế xói mòn của lớp phủ thực vật. Về mặt cơ chế, lớp phủ thực vật có hai tác dụng chính là làm giảm động năng của hạt mưa khi rơi xuống mặt đất và giúp giữ hạt đất không bị các dòng chảy tràn trên mặt cuốn trôi.
Với hệ số C, hiện nay có hai phương pháp chính để xác định. Phương pháp thứ nhất là xác định tại thực địa theo cách của Wischmeier và Smith với một số biến đổi. Phương pháp này đòi hỏi phải có đầu tư lớn trong thời gian dài và đem lại kết quả tin cậy. Phương pháp thứ hai là sử dụng bản đồ hiện trạng sử dụng đất hay ảnh vệ tinh để xây dựng phủ thực vật sau đó tham khảo hệ số C của từng loại hiện trạng từ tài liệu.
Hiện nay, với hệ số C của nhiều loại cây đã được tính toán và thực nghiệm bởi nhiều tác giả khác nhau. Ở Việt Nam, đã có nhiều nhà khoa học công bố về hệ số C của một số loại lớp phủ thực vật chính. Bảng tra C theo hội khoa học đất quốc tế dưới đây cũng là một tài liệu tham khảo quan trọng được nhiều nhà khoa học Việt Nam đánh giá cao.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.25: Bảng tra C theo hội khoa học đất quốc tế
% che phủ Bãi chăn thả, cây lâu năm thấp và có lớp phủ
Cây bụi và cây có chiều cao khác nhau (không phủ kín đất) Rừng nhiệt đới (lớp phủ >50%) Cây hàng năm 4m 2m 1m 0,5m 0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 10 0,55 0,97 0,95 0,93 0,92 0,55 20 0,30 0,95 0,90 0,83 0,83 0,009 0,30 30 0,17 0,92 0,85 0,79 0,75 0,17 40 0,09 0,89 0,80 0,72 0,66 0,09 50 0,05 0,87 0,75 0,65 0,58 0,003 0,06 60 0,027 0,84 0,70 0,58 0,50 0,056 70 0,015 0,81 0,65 0,51 0,41 0,001 0,053 80 0,008 0,78 0,60 0,44 0,33 0,050 90 0,005 0,76 0,55 0,37 0,24 0,047 100 0,002 0,73 0,5 0,30 0,16 0,0001 0,043 Tài nguyên rừng của huyện Võ Nhai rất đa dạng và phong phú, có nhiều chủng loại cây gỗ với tổng diện tích đất lâm nghiệp là 54.317,73ha. Mặc dù diện tích rừng trồng tương đối lớn nhưng chủ yếu là rừng non mới tái sinh hoặc mới trồng. Trong khu vực nghiên cứu phần lớn là rừng non và cỏ đã thích nghi. Như vậy theo bảng 3.18 và 3.25 chúng tôi xác định được nhân tố C = 0,004.
* Hệ số các công trình bảo vệ đất (P)
P =
Lượng xói mòn đất (khi có sử dụng các biện pháp chống xói mòn)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Như vậy giá trị tối đa của hệ số P = 1 (khi không có biện pháp, công trình chống xói mòn).
Tham khảo hệ số P của hội khoa học đất quốc tế
Bảng 3.26: Bảng tra hệ số P theo hội khoa học đất quốc tế
Độ dốc (%)
Trồng theo đƣờng đồng mức
Trồng theo đƣờng đồng mức và cây trồng theo băng
Trồng theo luống 1-2 0,6 0,3 0,12 3-8 0,5 0,25 0,1 9-12 0,6 0,3 0,12 13-16 0,7 0,35 0,14 17-20 0,8 0,4 0,16 21-25 0,9 0,45 0,18
Phần lớn là rừng non, mới tái sinh cỏ, độ dốc từ 50
– 100. Theo bảng 3.26, ta xác định được nhân tố P = 0,5 – 0,6.
Bảng 3.27: Kết quả tính toán lượng mất đất do xói mòn
Stt R K LS C P A (tấn/ha/năm) 1 1048,70 0,22 206,645 0,004 0,60 114,422 2 1048,70 0,22 221,079 0,004 0,60 122,414 3 1048,70 0,22 91,276 0,004 0,50 42,117 4 1048,70 0,22 88,221 0,004 0,50 40,707 5 1048,70 0,22 190,069 0,004 0,60 105,244 Tổng 424,904