Sử dụng công nghệ GIS kết hợp phương trình mất đất phổ quát Wischmeier - Smith trong đánh giá xói mòn đất huyện Quế Sơn, tỉnh Quảng Nam

Mục đích của bài báo là sử dụng công nghệ GIS kết hợp với phương trình mất đất phổ quát Wischmeier và Smith để xây dựng bản đồ hiện trạng xói mòn đất, bản đồ dự báo tiềm năng xói mòn đất huyện Quế Sơn, tỉnh Quảng Nam, làm cơ sở phân vùng dự báo xói mòn đất phục vụ chiến lược quy hoạch sử dụng đất của lãnh thổ nghiên cứu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sử dụng công nghệ GIS kết hợp phương trình mất đất phổ quát Wischmeier - Smith trong đánh giá xói mòn đất huyện Quế Sơn, tỉnh Quảng NamSỬ DỤNG CÔNG NGHỆ GIS KẾT HỢP PHƯƠNG TRÌNHMẤT ĐẤT PHỔ QUÁT WISCHMEIER - SMITH TRONG ĐÁNH GIÁXÓI MÕN ĐẤT HUYỆN QUẾ SƠN, TỈNH QUẢNG NAMĐỖ QUANG THIÊNTrường Đại học Khoa học - Đại học HuếCAO THỊ THÚY VÂNViện Tài nguyên, Môi trường và Phát triển bền vững - Đại học HuếTóm tắt: Mục đích của bài báo là sử dụng công nghệ GIS kết hợp vớiphương trình mất đất phổ quát Wischmeier và Smith để xây dựng bản đồhiện trạng xói mòn đất, bản đồ dự báo tiềm năng xói mòn đất huyện QuếSơn, tỉnh Quảng Nam, làm cơ sở phân vùng dự báo xói mòn đất phục vụchiến lược quy hoạch sử dụng đất của lãnh thổ nghiên cứu. Kết quả nghiêncứu cho thấy, đối với xói mòn tiềm năng: xói mòn yếu chiếm 63,98% diệntích lãnh thổ, trung bình (20,16%), tương đối mạnh chiếm 8 - 10% và tậptrung ở các xã Quế Xuân I, Quế Xuân II, Quế Phú, Hương An, Quế Cường,Phú Thọ…; xói mòn mạnh (3,79%) và rất mạnh (3,97%) xảy ra ở xã QuếHiệp, Quế Long, Quế Phong, Quế An, thị trấn Đồng Phú. Đối với xói mònhiện trạng: xói mòn mạnh chiếm 0,22% và rất mạnh (0,45%) xảy ra ở xãQuế Hiệp, Quế Long, Quế Phong, thị trấn Đồng Phú và Quế An; xói mònyếu (78,23%), trung bình (18,90%) chiếm phần lớn diện tích nghiên cứu.Từ khóa: Xói mòn đất; Xói mòn bề mặt; Xói mòn tiềm năng1. MỞ ĐẦUQuế Sơn là huyện trung du của tỉnh Quảng Nam có diện tích đất lâm nghiệp là10.337,90 hecta chiếm 41,15% trong tổng diện tích của huyện. Với lượng mưa trungbình vào mùa mưa lớn (447mm), địa hình bị phân cắt mạnh và độ dốc lớn, kết hợp vớicác hoạt động kinh tế - công trình (phá rừng canh tác, khai thác đá, khai thác khoángsản,...), là điều kiện thúc đẩy các quá trình địa động lực do dòng chảy tạm thời diễn tiếnmạnh mẽ hơn trên lãnh thổ này. Đặc biệt là hiện tượng xói mòn đất đã làm suy thoáimôi trường đất và giảm sút chất lượng của thổ nhưỡng, gây ảnh hưởng lớn đến năngsuất cây trồng. Do vậy, việc đánh giá, dự báo hiện tượng xói mòn ở khu vực nghiên cứubằng phương pháp GIS kết hợp với phương pháp toán học thông qua phương trình mấtđất phổ quát của Wischmeier và Smith không những có ý nghĩa lớn về mặt khoa học màcòn giúp cho các nhà quản lý định hướng chiến lược quy hoạch sử dụng đất của lãnh thổnghiên cứu, đồng thời có các biện pháp hiệu quả để giảm thiểu hiện tượng này.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƢƠNG PHÁP GIS KẾT HỢP VỚI PHƢƠNGTRÌNH MẤT ĐẤT PHỔ QUÁT WISCHMEIER VÀ SMITH TRONG ĐÁNH GIÁ DỰBÁO XÓI MÕN ĐẤTThực tế nghiên cứu cho thấy có rất nhiều mô hình tính toán xói mòn đất, do đó việc lựaTạp chí Khoa học và Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm HuếISSN 1859-1612, Số 03(31)/2014: tr. 99-112100ĐỖ QUANG THIÊN – CAO THỊ THÖY VÂNchọn lựa một mô hình khả thi, phù hợp và chính xác đối với từng khu vực nghiên cứu làvấn đề rất quan trọng, quyết định mức độ tin cậy của phương pháp tính toán. Trongphạm vi bài báo này, chúng tôi sử dụng GIS với chức năng phân tích không gian để môhình hóa quá trình xói mòn đất huyện Quế Sơn dựa trên phương trình mất đất phổ quátWischmeier - Smith như công thức 1:A = R × K × L × S × C × P (tấn/ha.năm)(1)Trong đó, các thông số của phương trình (1) sẽ đề cập chi tiết ở mục 3.Đây là phương trình được sử dụng rất phổ biến ở trên thế giới cũng như ở Việt Nam đểxây dựng các công cụ đánh giá xói mòn đất dựa trên các điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng,địa hình và lớp phủ thực vật. Ƣu điểm của phương trình này là có độ tin cậy cao, dễphân cấp xói mòn và đề cập đến tất cả các yếu tố ảnh hưởng tới xói mòn đất một cáchriêng biệt trong mối tương quan chặt chẽ. Điều này cho phép bóc tách từng yếu tố đểphân tích ảnh hưởng của chúng đến xói mòn đất và tìm ra biện pháp tác động phù hợpnhất. Tuy vậy, việc sử dụng phương trình Wischmeier - Smith để đánh giá xói mòn đấtxảy ra trong thời gian ngắn sẽ có mức độ chính xác không cao. Ngoài ra, việc bóc táchquá trình xói mòn đất thành các yếu tố riêng biệt (các biến độc lập) cũng mang nặngtính tùy biến khi thay đổi các biến cho phù hợp với các điều kiện khí hậu, đất, địa hìnhvà canh tác khác nhau [4]. Với cách tiếp cận vấn đề theo từng thông số ảnh hưởng thìphương trình Wischmeier - Smith hoàn toàn có thể tính toán được bằng công nghệ GIStheo các bước được thể hiện trên sơ đồ hình 1.Hình 1. Sơ đồ tính toán xói mòn bằng GIS kết hợp phương trình Wischmeier – Smith3. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA PHƢƠNG TRÌNH WISCHMEIER - SMITH3.1. Hệ số xói mòn do mưa (R) và bản đồ hệ số xói mòn do mưaĐối với các bài toán mô hình hóa xói mòn đất, việc tính toán hệ số xói mòn do mưaSỬ DỤNG CÔNG NGHỆ GIS KẾT HỢP PHƢƠNG TRÌNH MẤT ĐẤT PHỔ QUÁT...101thường dựa vào lượng mưa và số ngày mưa trung bình trong nhiều năm liên tiếp. Tínhtoán hệ số xói mòn do mưa dựa vào cường độ mưa thường chỉ áp dụng với các nghiêncứu chi tiết bởi việc thu thập số liệu khí tượng rất phức tạp. Theo Nguyễn Trọng Hà [3],sử dụng phương pháp tính hệ số xói mòn do mưa dựa theo lượn ...