NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG XÓI MÒN TRÊN LƯU VỰC
HỒ TRỊ AN
TS. LƯƠNG VĂN THANH
ViÖn Khoa häc Thñy lîi MiÒn Nam
Tãm t¾t: Hồ Trị An là một công trình điều tiết nước lớn nhất trên hệ thống sông Đồng Nai – La
Ngà với diện tích lưu vực vào khoảng 15.000 km
2
và địa hình xen kẽ đồi núi và đồng bằng. Lượng
mưa hàng năm trong lưu vực vào khoảng 2.000 mm gây ra hiện tượng xói mòn khá cao đối với các
vùng đất dốc và gây ảnh hưởng tới chất lượng đất, nước và khả năng an toàn hồ chứa trong lưu
vực.
Sử dụng nguồn tài liệu hiện có về đặc tính của đất, lượng mưa, thủy văn và ảnh viễn thám tác giả
đã sử dụng phương pháp mô hình để tính toán các hệ số xói mòn và xây dựng bản đồ phân vùng độ
dốc, hướng dòng chảy, bản đồ hình thái, bản đồ thảm phủ, bản đồ xói mòn đất và phân vùng mưa.
Sử dụng phương pháp giải đoán ảnh viễn thám để xây dựng bản đồ hiện trạng xói mòn đất của lưu
vực hồ Trị An phục vụ yêu cầu phát triển bền vững kinh tế-xã hội, an toàn hồ chứa và bảo vệ môi
trường.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hồ Trị An có một lưu vực rộng lớn (gần
15.000 km
2
) có địa hình đồi núi xen kẽ đồng
bằng và với lượng mưa trung bình hàng năm
của toàn lưu vực khoảng 2000mm nên vấn đề
xói mòn đất trên bề mặt là khá lớn và rất quan
trọng đối với công tác sản xuất nông nghiệp,
quản lý các hồ chứa và bảo vệ môi trường. Hiện
trạng xói mòn đất bề mặt trên lưu vực phụ thuộc
nhiều vào các yếu tố như: thảm phủ thực vật,
lượng mưa và cường độ mưa, loại đất, độ dốc
bề mặt, hướng dốc và chiều dài dốc, phương
đơn vị diện tích đối với diện tích đặc biệt
có chiều dài sườn 22,1m và nghiêng đều
với độ dốc 9% (≈5
o
).
L Hệ số chiều dài sườn, là tỉ lệ mất đất của
sườn thực tế so với sườn dài 22,1m và
nghiêng đều với độ dốc 9% (≈5
o
).
S Hệ số độ dốc là tỉ lệ lượng đất mất ở một
độ dốc thực tế so với sườn có độ dốc 9%
(≈5
o
).
C Hệ số lớp phủ là tỉ lệ lượng đất mất của
một diện tích trên thực tế với diện tích
trong điều kiện xác định và dòng chảy liên
tục. C=1 khi đất trơ trọi.
P Hệ số canh tác hay hệ số cách làm đất là tỉ
lệ lượng đất mất từ thực tế với lượng đất
mất với cách làm đất thích hợp.
1
Sử dụng phương pháp mô hình hoá, phần
mềm GIS và nguồn tài liệu thu thập từ ảnh viễn
thám, tài liệu khí tượng thủy văn, địa hình, thổ
nhưỡng và sử dụng đất để xây dựng các bản đồ
thành phần biểu diễn các thông số R, K, L, S. C
và P từ đó tổng hợp được bản đồ hiện trạng xói
mòn.
tinh bằng phần mềm Idrisi 3.2 và xử lý
phân tích số liệu dùng Excel 7.0.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Từ các kết quả phân tích dữ liệu đã thu thập
để nội suy xây dựng mô hình DEM cho lưu vực
hồ Trị An nhằm tính toán thiết lập được bản đồ
địa hình và phân loại địa hình theo độ cao, độ
dốc cho toàn lưu vực. Trên cơ sở bản đồ phân
loại địa hình được xây dựng sẽ tiến hành thành
lập các bản đồ xói mòn thành phần như đã đề
cập trong mục 2.1.
3.1 Thiết lập bản đồ độ dốc
Bản đồ độ dốc là bản đồ thể hiện độ dốc địa
hình từng điểm trên diện tích nghiên cứu. Sự
thay đổi độ cao địa hình về hai hướng x,y là
một thông số để xác định hướng sườn và độ lớn
độ dốc địa hình tại một điểm. Ở đây coi bề mặt
địa hình Z như là một hàm số của hai tọa độ
(x,y), có thể biểu diễn Z=f(x,y).
e là thông số thể hiện sự thay đổi độ cao địa
hình theo phương y (đạo hàm địa hình theo
phương y) .
d là thông số thể hiện sự thay đổi độ cao địa
hình theo phương x (đạo hàm địa hình theo
phương x)
Sự biến đổi địa hình theo hai phương kết hợp
được thể hiện như phương trình sau:
Như vậy, độ dốc tại một điểm trên địa hình
có thể tính toán như sau:
Bản đồ độ dốc có thể tính toán theo hai dạng:
mục 3.1 ta có thể tính toán đại lượng hướng
nghiêng dòng chảy theo công thức (2):
)arctan(
d
e
aspect =
(2)
Trên ma trận điểm DEM, phần mềm Idrisi sẽ
tính toán góc hướng sườn cho từng
3.2 Xây dựng bản đồ hệ số hình thái
Trong tính toán xói mòn đất thường hai hệ số
L, S được kết hợp thành một hệ số duy nhất
theo công thức (3), (Wischmeier và Smith,
1978).
Trong đó: λ: chiều dài sườn, đơn vị met;
ξ =0.4 nếu độ dốc từ 3.5 ÷ 5%;
S: sin góc dốc bề mặt địa hình;
ξ = 0.3 nếu độ dốc từ 1 ÷ 3%;
ξ = 0.5 nếu độ dốc > 5%;
ξ = 0.2 nếu độ dốc < 1%.
Như vậy, qua việc đánh giá thông số LS ta
có thể xác định được nguy cơ xói mòn cho từng
vị trí. Khu vực có chiều dài sườn lớn và độ dốc
cao (giá trị LS lớn) sẽ xói mòn mạnh hơn khu
vực có chiều dài sườn ngắn và độ dốc thấp.
Biểu đồ biểu thị mô hình tính hệ số hình thái
LV HTA được thể hiện trong Hình 1 với trục
tung thể hiện tần suất và trục hoành biểu thị giá
trị hình thái (LS) của lưu vực.
Hình
thấy sự khác nhau hoàn toàn từ sự phản xạ của
các vật chất trên trái đất (Hình 2).
Như vậy, sự hấp thu cao ở kênh phổ xanh
dương (0.43µm) và kênh phổ đỏ (0.6µm), cũng
như sự phản xạ cao ở kênh phổ cận hồng ngoại
(0.75-1,1µm) đánh dấu sự khác nhau về phổ của
các thực vật.
Dựa trên sự phản xạ khác nhau mà màu xanh
của thực vật được thể hiện giữa kênh phổ thấy
được và kênh phổ cận hồng ngoại. Chỉ số thực
vật NDVI (Normalized Difference Vegetation
Index) được tính toán theo công thức:
NDVI = (NIR-Vi) / (NIR+Vi) (4)
Trong đó: NIR : kênh cận hồng ngoại
Vi : kênh thấy được ở đây
thường là kênh đỏ (Red)
Giá trị của NDVI là dãy số –1 đến +1. Giá trị
NDVI thấp thể hiện nơi đó NIR (near infrared)
và Vi (visible) có độ phản xạ gần bằng nhau,
cho thấy khu vực có độ phủ thực vật thấp, trong
khi những khu vực có giá trị NDVI cao thì nơi
đó NIR có độ phản xạ cao hơn độ phản xạ của
Vi cho thấy khu vực đó có độ phủ thực vật tốt.
Còn NDVI có giá trị âm chỉ cho thấy ở đó Vi có
độ phản xạ cao hơn độ phản xạ của NIR, nơi
đấy không có thực vật.
5
Chiu di súng (nm)
Hỡnh 2. Ph phn x ca t, thc vt phỏt trin v cõy khụ
Chỳ thớch: t thc vt phỏt trin cõy khụ
)
0 2.746,6 0,5 2.815,2
0,008 1.539,0 0,8 3.947,0
0,08 3.882,2
3.4 Thit lp bn h s xúi mũn t
(K)
Cu trỳc, thnh phn c gii v mựn ca t
cng l nhng yu t quan trng nh hng n
6
ẹoọ phaỷn xaù
quá trình xói mòn đất, đất có liên kết vững chắc
thì quá trình xói mòn ít, ngược lại đất có cấu tạo
bở rời thì quá trình xói mòn sẽ xảy ra nhanh
hơn. Việc xác định hệ số K cho mỗi loại đất đòi
hỏi phải có một quá trình quan sát lâu dài và
thực nghiệm công phu.
Kết quả nghiên cứu một số công trình trong
và ngoài nước cho thấy K phụ thuộc nhiều vào
thành phần độ hạt cát, sét, bột và chất hữu cơ
chứa trong chúng. K được tính như sau:
100K = 2,1 M
1.14
(10
-4
)×(12 - a)+3,25(b-2)+2,5(c-3) (5)
M= (% bột + cát mịn)×(100 - %sét)
a: % chất hữu cơ; b: hệ số cấu trúc đất; c:
tính thấm.
Dựa vào công thức trên và biểu đồ xác định
các nhân tố gây xói mòn đất ta tính được hệ số
Fx
0.65 26 Cồn cát đỏ C 0.34
Giá trị K đặc trưng khả năng xói mòn của
đất, K của đất càng lớn thì khả năng xói mòn
của đất ấy càng cao. Đất có K cao nhất
(C=0,78) là đất xói mòn trơ sỏi đá, với các điều
kiện chất hữu cơ thấp. Từ kết quả tính ta xây
dựng được bản đồ hệ số xói mòn đất (K) cho
vùng LVHTA.
3.5 Tính toán hệ số mưa
Hệ số xói mòn do mưa (R
Tại các nơi có giá trị R cao, khả năng diễn ra
các quá trình xói mòn mạnh do
Phương trình quan hệ:
SS = 18,541*R – 113,07 Với r = 0,92 (6)
Trong đó:
- SS: khối lượng vật liệu trầm tích
thoát khỏi lưu vực (tấn)
- R: lượng mưa (mm)
Dựa vào mối quan hệ tuyến tính của các đại
lượng của hình 3-3 cho thấy lượng mưa và
cường độ mưa càng lớn thì xói mòn đất và dòng
chảy mặt tăng lên, lượng vật liệu bị cuốn trôi
càng lớn hơn. Hệ số tương quan giữa hai đại
lượng này có ý nghĩa lớn trong việc tính toán
lượng đất thoát khỏi lưu vực cho từng cơn mưa
và tổng các cơn mưa trong năm.
7
3.5 Xây dựng bản đồ hiện trạng
xói mòn LVHTA
bị xói mòn chiếm đa phần diện tích (58,2%).
Diện phân bố của cấp xói mòn này chủ yếu ở
phần hạ lưu của lưu vực Bình Dương, Đồng Nai
và phân bố tại các nơi có điều kiện bề mặt địa
hình bằng phẳng bao gồm các đỉnh đồi, hoặc
các đáy thung lũng các tiểu lưu vực như Bình
Dương, Tây Bắc Đắc Nông. Xói mòn yếu (cấp
1, từ 0 ( 25tấn/ha/năm) chiếm 8,9%. Các khu
vực này độ độ dốc nhỏ, địa hình tương đối bằng
phẳng và phân bố ở các nơi thấp, thung lũng.
Do đó, động năng dòng nước gây xói mòn cũng
giảm đáng kể do ảnh hưởng của yếu tố địa hình
này.
Diện tích phân bố các dạng xói mòn từ trung
bình yếu đến rất mạnh, từ cấp 2 đến cấp 5 (25-
200 tấn/ha/năm) chiếm diện tích thấp, khoảng
16,8% tổng diện tích lưu vực. Loại xói mòn này
phân bố chủ yếu phần trung lưu của lưu vực,
nơi có điều kiện địa hình tương đối thoải, độ
dốc từ 5 đến 20
o
, cùng với các điều kiện về
lượng mưa tương đối lớn (>1500mm) và điều
kiện thảm phủ thay đổi từ dạng rừng tái sinh,
rừng trồng (cây công nghiệp ngắn ngày đến các
loại cây công nghiệp dài ngày). Xói mòn 25-
50tấn/ha/năm (cấp 2) phân bố chủ yếu ở Đa
Hoai (kéo dài từ Đông sang Tây), vùng giáp
ranh giữa Đồng Phú (Bình Phước) và Tân Phú
(Đồng Nai), Đắc Rlap. Xói mòn 100-
thực tế của lưu vực.
Các khu vực có mức độ xói mòn mạnh và
nguy hiểm (>150 tấn/ha/năm) cần có các chính
sách quản lý và khai thác tài nguyên đất thích
hợp. Đặc biệt, đối với các khu vực đang phát
triển nông nghiệp cần tiến hành các biện pháp
kỹ thuật chống xói mòn và bảo vệ đất. Các khu
vực có độ dốc lớn (>25
o
) nhất định phải duy trì
rừng nguyên sinh (nếu có), hoặc nuôi trồng
rừng và bảo vệ một cách nghiêm ngặt. Cần ngăn
chặn việc chuyển mục đích sử dụng đất từ đất
lâm nghiệp sang đất nông nghiệp hoặc từ lâm
nghiệp sang nuôi trồng thuỷ sản phổ biến hiện
nay vì chúng là nguyên nhân thúc đẩy các quá
trình xói mòn và thoái hoá môi trường đất ngày
càng trầm trọng hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
[1] Huỳnh Tấn Đạt và Thái Lê Nguyên, 2004. Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng xói mòn và tác động
của dioxin tới môi trường đất lưu vực hồ Trị An. Báo cáo chuyên đề của đề tài: “Đánh giá ảnh
hưởng hiện nay của chất độc hoá học đối với môi trường hồ Trị An - Đề xuất các giải pháp khắc
phục”.
[2] Lương Văn Thanh và cs., 2004. Đánh giá ảnh hưởng hiện nay của chất độc hoá học đối với môi
trường hồ Trị An - Đề xuất các giải pháp khắc phục. Báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp Nhà
nước. Chương trình 33.
Summary
RESEARCH AND EVALUATION OF EROSION IN TRI AN CATCHMENT
Dr. LUONG VAN THANH
Southern Institute of Water Resources Research