MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Sơn Động là huyện miền núi của tỉnh Bắc Giang có diện tích tự nhiên là
84.432,4 ha, trong đó diện tích đất lâm nghiệp là 68.348,29 hecta chiếm 72,0%
[14]. Địa hình Sơn Động gồm đồi núi xen kẽ các thung lũng, manh mún, địa hình
chia cắt mạnh chênh lệch về độ cao, độ dốc lớn. Hiện tượng xói mòn, rửa trôi
đang xảy ra mạnh. Tuy nhiên, đến nay chưa có nghiên cứu nào về xói mòn đất
trên địa bàn huyện Sơn Động.
Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá, là tư liệu đặc biệt, là thành phần
quan trọng hàng đầu của môi trường sống, là tư liệu lao động chính của nền kinh
tế Nông - Lâm nghiệp. Tuy nhiên, trong vài thập kỷ gần đây, cùng với sự gia tăng
dân số, các nguồn tài nguyên khoáng sản, thảm thực vật, đất đai đã và đang được
sử dụng ở mức độ cao, thậm chí không hợp lý. Việc khai thác Nông -Lâm nghiệp
không có ý thức ngày càng làm cho quá trình xói mòn đất xảy ra nghiêm trọng, độ
phì nhiêu ngày càng giảm, nhiều nơi trơ sỏi đá, trở thành đất trống, đồi núi trọc
[6].
Xói mòn đất là quá trình phá huỷ lớp thổ nhưỡng (bao gồm cả phá huỷ
thành phần cơ, lý, hoá, chất dinh dưỡng v.v… của đất) dưới tác động của các
nhân tố tự nhiên và nhân sinh làm giảm độ phì của đất, gây ra bạc mầu, thoái hoá
đất, laterit hoá, trơ sỏi đá v.v…, ảnh hưởng trực tiếp tới sự sống và phát triển của
thảm thực vật rừng, thảm cây trồng khác. [6].
Ðể giảm thiểu xói mòn ở khu vực miền núi, hai vấn đề cần được song song
nghiên cứu là: quá trình xói mòn, nguyên nhân, các yếu tố ảnh hưởng và vấn đề
sử dụng hợp lý tài nguyên. Có nhiều phương pháp nghiên cứu, đánh giá xói mòn
đất được các tác giả trong và ngoài nước sử dụng. Trong đó, việc ứng dụng công
nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) là phương pháp , là công cụ mạnh có khả
năng phân tích không gian trong thơi gian ngắn . Công nghệ GIS còn cho phép
tích hợp phương trình mất đất tổng quát của Wischmeier W.H và Smith D.D để
tính toán và xây dựng bản đồ xói mòn đất của các lưu vực, vùng lãnh thổ một
cách dễ dàng và chính xác.


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.


Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Xói mòn đất và các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất
1.1.1. Xói mòn đất
Có nhiều định nghĩa về xói mòn đất, để phù hợp với khu vực nghiên cứu,
luận văn sử dụng định nghĩa của Nguyễn Quang Mỹ [6]: Xói mòn đất (soil
erosion) là quá trình phá hủy lớp thổ nhưỡng (bao gồm phá hủy các thành phần
cơ, lý, hóa, chất dinh dưỡng v.v... của đất) dưới tác động của các nhân tố tự nhiên
và nhân sinh, làm giảm độ phì của đất, gây ra bạc mầu, thoái hóa đất, laterit hóa,
trơ sỏi đá v.v... ảnh hưởng trực tiếp đến sự sống và phát triển của thảm thực vật
rừng, thảm cây trồng khác. Xói mòn gồm 2 loại:
- Xói mòn bề mặt: Là loại xói mòn do mưa và băng tuyết tan. Kiểu xói
mòn này thường gặp trên sườn và đỉnh phân thủy cũng như ở trên các bồn thu
nước.
- Xói mòn theo dòng: Là kiểu xâm thực, xói mòn tập trung trong các dải
trũng như các rãnh sâu, thung lũng, sông suối. Xâm thực theo dòng chia làm 2
loại là xâm thực sâu và xâm thực ngang.
1.1.2. Các quá trình xói mòn đất
Các quá trình xói mòn gồm: Xói lở sông suối và xói mòn, rửa trôi bề mặt.
1.1.2.1. Xói lở sông suối
Quá trình xói lở sông suối đƯợc xác định theo công thức về động năng của
dòng chảy [6].
Trong đó:
F=vm2/2
F: là động năng của khối nước chảy m: là khối lượng nước chảy
v: là vận tốc dòng chảy
Như vậy động năng của dòng chảy tỉ lệ thuận với bình phương của tốc độ
dòng chảy. Trong quá trình xói lở, dòng chảy tạo ra vật liệu, phù sa. Tùy theo

mòn đất. Theo Nguyễn Quang Mỹ [6]: trận mưa 10mm với cường độ trung
bình trong khoảng thời gian dưới 1 giờ, xói mòn đất xảy ra mạnh nhất khi lớp
nước đạt từ 8-10mm và đặc biệt trên đất bỏ hoang. Ảnh hưởng của cường
độ mưa đến xói mòn càng mạnh nếu cường độ đạt cực đại xảy ra vào nửa giờ
đầu của trận mưa.
Ở Việt Nam nói chung và khu vực nghiên cứu nói riêng, mưa phân hóa
theo mùa rõ rệt. Lượng mưa cực đại vào các tháng mùa hè và cực tiểu trong
những tháng mùa đông. Vì vậy việc bảo vệ đất, chống xói mòn đặc biệt trong
mùa mưa là vô cùng cần thiết.
Ngoài mưa ảnh hưởng trực tiếp đến xói mòn, các yếu tố khí hậu khác
như gió, nhiệt độ, ẩm độ cũng có ảnh hưởng đến xói mòn đất, tuy nhiên mức
độ ảnh hưởng không rõ ràng.
1.1.3.2. Ảnh hưởng của địa hình đến xói mòn đất
Địa hình cũng là nhân tố tự nhiên ảnh hưởng lớn đến xói mòn đất. Nếu
xét trên diện rộng, địa hình có tác dụng làm thay đổi sự phân bố nhiệt và lượng
mưa rơi xuống. Sự thay đổi về độ cao kéo theo sự thay đổi về nhiệt độ, mưa,
ẩm. Các yếu tố địa hình như độ dốc, chiều dài sườn dốc, hình dạng (lồi, lõm,
thẳng, bậc thang v.v...) mức độ chia cắt ngang của địa hình ảnh hưởng trực tiếp


đến xói mòn đất.
Độ dốc của sườn là yếu tố địa hình có ảnh hưởng lớn nhất đến quá trình
xói mòn. Độ dốc lớn làm tăng cường độ dòng chảy và do đó đẩy nhanh quá
trình rửa trôi, xói mòn đất, gây nên xói mòn mạnh hơn. Bộ Nông nghiệp và
phát triển nông thôn đã đề xuất thang độ dốc trên lãnh thổ Việt Nam: 0-30, 380, 8-150, 15-250, trên 250, tuy chưa được hoàn thiện nhưng đây cũng là bước
thống nhất đầu tiên để sử dụng độ dốc ở nước ta [6].
Nguyễn Quang Mỹ đã nghiên cứu ảnh hưởng của độ dốc đến xói mòn
đất tại Tây Nguyên từ năm 1978 đến 1982 trên đất bazan, trồng Chè một tuổi,
kết quả cho thấy:
Bảng 1.1: Ảnh hưởng của độ dốc đến xói mòn đất [6]

Chè 1 tuổi

15

305

Đất phù sa cổ

Sắn 1 tuổi

3

15

Đất phù sa cổ

Sắn 1 tuổi

5

47

Đất phù sa cổ

Sắn 1 tuổi

8

57


Đất là đối lượng bị dòng chảy mặt phá hủy, bởi vậy sự phát triển của xói
mòn phụ thuộc vào tính chất và trạng thái của đất. Những yếu tố chính của đất
ảnh hưởng đến xói mòn đất là thành phần cơ giới, cấu trúc và độ thấm nước
cũng như hàm lượng mùn trong đất. Những yếu tố dó ảnh hưởng đến khả năng
hình thành dòng chảy khi mưa rào.
1.1.3.5. Ảnh hưởng của con người đến xói mòn đất
Con người ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình xói mòn đất thông qua hoạt
động sống. Việc phá rừng đã gián tiếp đẩy mạnh quá trình xói mòn đất.
Những diện tích rừng mất đi làm lộ ra những khoảng trống không có thảm thực
vật che phủ đất. Khi mưa xuống quá trình xói mòn bề mặt xảy ra mạnh.
Canh tác trên đất dốc không khoa học, du canh du cư cũng là nưng tác
nhân gia tăng xói mòn đất. Trên độ dốc < 30 đã bắt đầu xảy ra xói mòn khi có
mưa to. Từ độ dốc 30 trở lên, tùy vào yếu tố đất đai, thực vật, lượng mưa v.v...
mà quá trình xói mòn xảy ra mạnh hay yếu. Qua số liệu của lâm trường Cầu
Hai (Phú Thọ) cho thấy rừng phủ kín chỉ trôi đi 1 tấn đất/ha/năm trong khi các
nương sắn lại mất 147 tấn đất/ha/năm [6]. Rõ ràng biện pháp canh tác không
hợp lý đã gây tác hại lớn, ảnh hưởng xấu đến quá trình xói mòn đất.


1.2. Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới
Có thể nói rằng con người đã quan tâm đến hiện tượng xói mòn từ rất
sớm, từ thời Hy Lạp và La Mã cổ đại đã có những tác giả đề cập đến xói mòn
cùng với việc bảo vệ đất. Quá trình xói mòn hiện đại được gắn liền với các hoạt
động nông nghiệp. Nhiều người đã cho rằng đất đai bị khai thác cạn kiệt có thể
là nguyên nhân khiến các nền văn minh quá khứ mất đi. Vì vậy, cùng với thoái
hoá đất, xói mòn tồn tại như một vấn đề trong suốt quá trình phát triển của toàn
nhân loại [10].
Vê nguyên nhân xoi mon , hâu hêt cac nha nghiên cư u trên thế giới đều
thông nhât răng có hai nguyên nhân cơ bản dẫn tới hiện tượng thoái hoá đất
đang diễn ra mạnh mẽ trên qui mô toàn cầu hiện nay là: nguyên nhân tự nhiên

ra các vùng lớn có mức độ nguy hiểm xói mòn tiềm năng khác nhau trên toàn
lãnh thổ một quốc gia. Tuy nhiên hạn chế của phương pháp này là thiên về định
tính, mang đặc trưng của phương pháp chuyên gia, có khó khăn trong việc giải
quyết chính xác ranh giới giữa các vùng và ở các phạm vi hẹp. Phương pháp
này đã được các tác giả Liên Xô (cũ) và Trung Quốc áp dụng. Các bản đồ phân
vùng theo độ nguy hiểm tiềm năng xuất hiện xói mòn được xây dựng trên cơ sở
tổng hợp các bản đồ phân cấp các điều kiện tự nhiên tham gia quá trình xói
mòn : địa hình, khí hậu, lớp phủ thực vật. Trong các yếu tố đó, các tác giả chú ý
nhiều nhất đến các yếu tố địa hình và khí hậu.
- Phương pháp mô hình hoá
Sử dụng mô hình để diễn tả quá trình xói mòn. Các mô hình này có thể là
thực nghiệm hoặc lý thuyết. ưu điểm của phương pháp này so với các
phương pháp khác là đã phần nào lượng hoá được vai trò của từng yếu tố ảnh
hưởng tới quá trình xói mòn, có nghĩa là làm rõ hơn vai trò của chúng trong
toàn bộ hệ thống. Phương pháp này cũng cho phép ứng dụng các công nghệ
thông tin vào nghiên cứu tính toán. Hạn chế của phương pháp là do quá trình
xói mòn diễn ra rất đa dạng, thay đổi theo điều kiện cụ thể của từng địa
phương nên mô hình có thể dùng tốt cho địa phương này nhưng không đúng
với địa phương khác. Vì vậy, khi vận dụng các mô hình cần phải chú ý tới các
điều kiện đặc thù tại địa phương, hay đúng hơn, là sử dụng các thông số của mô


hình đã được kiểm chứng cho địa phương [17].
1.2.3. Các mô hình đánh giá xói mòn đất
Việc mô hình hoá quá trình xói mòn bắt đầu vào thập niên 80 thế kỷ 20,
góp phần tính toán và dự báo xói mòn. Theo Phạm Hùng [3], có thể chia các
mô hình ra làm hai loại chính là mô hình kinh nghiệm và mô hình nhận thức.
Các mô hình được xây dựng trên cơ sở của lý thuyết hệ thống với giả thiết là
lượng vào và ra của hệ thống là đã xác định.
1.2.3.1. Mô hình kinh nghiệm

mưa hoặc tuyết tan (mm/ph)
A: Hệ số tính đến các nhân tố khác
Mô hình này chưa đề cập tới vai trò của thảm thực vật cũng như vai trò
của các loại đất, chỉ đưa vào dưới dạng một hệ số. Tuy vậy, mô hình thực
nghiệm này được một số nhà khoa học Việt Nam ứng dụng trong các tính toán
của mình để phân cấp tiềm năng xói mòn cho các khu vực khác nhau.
Mô hình USLE
USLE (Universal soil loss equation) – Phương trình mất đất tổng quát
(hay phương trình mất đất phổ dụng) được Wischmeier và Schmid hoàn thiện
vào năm 1978 từ kết quả của một nỗ lực thống kê lớn ( dữ liệu từ hơn 5000 plot
hàng năm). Phương trình được thiết kế ban đầu như là một công cụ qui hoạch
để kiểm soát vấn đề xói mòn cho các cánh đồng ở vùng “vành đai ngô” nước
Mỹ [45]. Phương trình mất đất tổng quát cho phép đánh giá ở tỷ lệ từng cánh
đồng lượng đất mất do xói mòn khe rãnh và xói mòn liên rãnh. Trong khung
cảnh của phương trình mất đất tổng quát, xói mòn được định nghĩa là tổng
lượng đất được chuyển tới chân sườn dốc nơi các quá trình lắng đọng quan
trọng bắt đầu diễn ra hoặc các dòng chảy bắt đầu được tập trung lại.
Việc áp dụng cách tiếp cận mô hình hoá phân tích thống kê hồi qui đa
biến để xây dựng phương trình đã cho phép phân tách các nhân tố trọng số của
một loạt biến độc lập (mưa, đất, địa hình, lớp phủ thực vật và phương thức canh
tác). Hơn nữa, việc sử dụng các tham số đo lường lượng mất đất hàng năm cho
phép phương trình này có thể dùng được trong đánh giá lượng mất đất trung
bình hàng năm. Phương trình có được từ số lượng lớn các thửa đất được quan


sát hiếm khi quá 90m chiều dài và dốc quá 18%. Loại đất mà mô hình ban đầu
được xây dựng chủ yếu là loại đất cấu trúc hạt vừa [17].
Phương trình mất đất tổng quát có dạng như sau:
A=R*K*L*S*C*P (Phương trình: Wischmeier WH - Smith DD)
Trong đó:

bản thân phương trình USLE có thể được sửa đổi để thích hợp với những hoàn
cảnh cụ thể về tỷ lệ không gian, điều kiện khí hậu cũng như các điều kiện địa vật lý khác bằng cách thay đổi các hệ số của phương trình. Vì lý do trên,
phương trình USLE đã được thay đổi cho phù hợp với các điều kiện khác
nhau, ví dụ [17]:
- USLE cho đất canh tác nông nghiệp (chính là phương trình gốc của
Wischmeier và Smith)
- USLE cho đất xây dựng (Wischmeier, Jonson và Cross, 1971)
- USLE cho đất rừng (Dissmeier và Foster, 1981)
- USLE trong điều kiện bão (Onstad và Foster, 1974)
- USLE cho đánh giá lượng trầm tích của lưu vực (Williams, 1975)
Trong quá trình phát triển, phương trình USLE cũng đồng thời được các
chuyên gia đánh giá, đặc biệt là trên khía cạnh áp dụng. Mặc dù vẫn được coi là
công cụ hữu hiệu trong đánh giá xói mòn do mưa với ý tưởng quản lý tổng hợp
lưu vực và trong các nghiên cứu dựa trên GIS, Baumann và nnk [39], khi so
sánh kết quả nghiên cứu xói mòn của cùng một khu vực trong cùng một thời kỳ
(bang Chiapas, Mexico, 1997) của hai nhóm nghiên cứu cùng sử dụng phương
trình mất đất phổ dụng (USLE) đã thấy có sự khác biệt đáng kể (từ 57 đến 300
t/ha cho vùng cao và 20 đến 859 t/ha cho vùng thấp). Sau khi tìm hiểu, họ thấy
rằng sai lệch do bản đồ chỉ chiếm một phần, còn một phần là do sai lệch trong
quá trình diễn giải và đánh giá cùng một nguồn dữ liệu. Sự phân tích tập trung
vào ba nhân tố chính của phương trình USLE: C, K và R, nghĩa là sự ảnh
hưởng của lớp phủ thực vật, điều kiện thổ nhưỡng và đặc điểm mưa trong quá
trình xói mòn.


Mô hình SEIM
Để đánh giá được mức độ xói mòn trên lãnh thổ lớn (toàn bộ Đài Loan),
các tác giả đã sử dụng Mô hình chỉ số xói mòn đất (Soil Erosion Index Model
– SEIM). Mô hinh nay nghiên cứu sự ảnh hưởng của các chỉ số khác nhau tới
lượng đất xói mòn ma không nhằm tính ra cụ thể lượng đất xói mòn hàng năm

cho C va P ) gọi là B (biological control ), E(Engineering control ) và T (tillage ).
B đăc trưng cho cac tac đông đên lơp phu , E cho cac tac đông đên đia hinh va T
là hướng luống canh tác .
1.2.3.2. Mô hình nhận thức
Khác với mô hình kinh nghiệm, các mô hình nhận thức được phát triển dựa
vào hiểu biết về các qui luật vận động và cơ chế vật lý của quá trình xói mòn,
nghĩa là dựa vào các hiểu biết đã được lý thuyết hoá dưới dạng các định luật hay
phương trình vật lý. Các quá trình vật lý của xói mòn có thể được kể ra gồm: quá
trình bóc tách hạt đất (do năng lượng của hạt mưa rơi hoặc một dạng năng lượng
khác); quá trình chuyển tải (với các định luật về dòng chảy mà quá trình này tuân
thủ) và quá trình sa lắng của các hạt đất. Vì thế, cơ sở lý thuyết của mô hình nhận
thức là lý thuyết cơ học chất rắn, chất lỏng và phân tích mô hình kinh nghiệm.
Mô hình nhận thức đơn giản
Bản chất của các mô hình nhận thức đơn giản là quá trình xói mòn được
chia ra làm hai bước, bước đất bị bóc tách và bước đất được chuyển tải tới cửa ra.
Lượng đất bị bóc tách thường được tính theo phương trình mất đất tổng quát
USLE, quá trình chuyển tải được tính toán qua các hàm diễn toán thành phần
chuyển tải. Các mô hình thuộc loại này có thể kể ra là Mô hình diễn toán bùn cát
theo Muskingum, Sign và Quiroga, 1986; Kết hợp mô hình mô phỏng mưa, dòng
chảy và bùn cát, Franchini và Schipa, 1993 [3]:
Theo nhận xét của Phạm Hùng [3], mô hình nhận thức đơn giản có các
Ưu điểm và nhược điểm sau:
* Ưu điểm:
- Mô tả và tính toán khá chi tiết quá trình chuyển tải hạt đất trên sườn dốc
thông qua việc phân chia lưu vực.
- Không bắt buộc phụ thuộc vào hình dạng xác định.


* Nhược điểm: Không hoàn toàn dựa vào quá trình vật lý của hiện tượng
xói mòn mà mới chỉ đề cập đến lượng đất tổn thất hàng năm.

phương pháp đơn giản và trực quan như đóng cọc, dùng dây... hoặc mô tả, đánh
giá định tính quá trình xói mòn trong khoảng thời gian ngắn (4 năm 1961-1964).
Sau đó, do chiến tranh (1965-1976), vấn đề xói mòn ít được quan tâm nghiên
cứu. Những công trình đầu tiên nghiên cứu xói mòn ở Việt Nam đáng chú ý là
của các tác giả Nguyễn Quí Khải (1962), Nguyễn Xuân Khoát (1963), Tôn Gia
Huyên (1963, 1964), Bùi Quang Toản (1965), Trần An Phong (1967) [17]...
Trong những năm 1977,
1978, các đề tài nghiên cứu xói mòn được triển khai trong nhiều chương
trình khoa học cấp nhà nước như các chương trình Tây nguyên, Tây bắc,
Môi trường...Những công trình này đã đi sâu nghiên cứu ảnh hưởng của nhiều
yếu tố đến xói mòn; phương pháp nghiên cứu định lượng, quan trắc, cân đo chính
xác. Đáng chú ý một số công trình của Bùi Quang Toản (1985), Đỗ Hưng Thành
(1982), Phan Liên (1984), Nguyễn Quang Mỹ và nnk (1985, 1987) [6],[7],
nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố địa hình tới xói mòn, Nguyễn Quang Mỹ
đã có những tổng kết rằng hiện tượng xói mòn trên lãnh thổ Việt Nam là khá
nghiêm trọng do ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên và canh tác và có thể tóm tắt
như sau [5]:
- Độ dốc tăng 2 lần, xói mòn tăng từ 2 đến 4 lần
- Chiều dài sườn tăng 2 lần, xói mòn tăng 2 đến 7,5 lần
- Hướng Đông, Đông nam, Tây nam, Tây, do năng lượng mặt trời chiếu
nhiều, nhiệt độ tăng cao dẫn tới quá trình phong hoá khiến vật chất bị vỡ làm cho
xói mòn tăng từ 1,8 đến 3,9 lần.
- Sườn lồi tăng 2 đến 3 lần so với sườn thẳng. Sườn lõm xói mòn yếu, sườn
bậc thang xói mòn không đáng kể.
Theo Nguyễn Quang Mỹ [6], lịch sử nghiên cứu xói mòn ở nước ta có thể
chia thành 4 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Trước năm 1954.


Giai đoạn này xói mòn đất hầu như chưa được nghiên cứu đưa lên thành

này và áp dụng các phương pháp nghiên cứu hiện đại, xây dựng hàng loạt các khu
quan trắc kiên cố như trạm nghiên cứu xói mòn An Châu (Hữu Lũng – Lạng
Sơn), trạm Ekmat (Buôn ma thuột), trạm nghiên cứu xói mòn đất Tây nguyên.
Trong giai đoạn này các công trình nghiên cứu đã đi theo hướng định lượng như
công trình nghiên cứu của Nguyễn Quang Mỹ [7] về xói mòn đất Nông nghiệp
Tây nguyên và các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn. Công trình của Phạm Ngọc
Dũng (1991) [1] về ứng dụng phương trình mất đất phổ quát vào dự báo tiềm
năng xói mòn đất và đưa ra các biện pháp chống xói mòn cho các tỉnh Tây
nguyên. Công trình này mở ra triển vọng cho việc ứng dụng phương trình
Wischmeier W.H– Smith D.D vào dự báo xói mòn đất trong điều kiện nước ta
hiện nay. Năm 1996, Nguyễn Ngọc Lung và Võ Đại Hải đã công bố công trình
nghiên cứu với tựa đề “Nghiên cứu tác dụng phòng hộ nguồn nước của một số
thảm thực vật chính và các nguyên tắc xây dựng rừng phòng hộ nguồn nước”[4].
Về mặt lý luận các tác giả đã đánh giá được năng lực phòng hộ của một số dạng
cấu trúc thảm thực vật rừng về mặt chống xói mòn.
Một số nghiên cứu xói mòn phục vụ cho công tác tính toán bồi lắng cũng
đáng được đề cập. Vi Văn Vị và Trần Bích Nga [12] đã thử dự đoán lượng cát
bùn bồi lấp lòng hồ Hoà Bình với lượng xói mòn được đề cập cho toàn lưu vực là
từ 20.000 đến 40.000 tấn/km2 năm. Nghiên cứu sự liên quan giữa xói mòn và
trầm tích trên lưu vực sông đã dẫn tới những kết luận đáng chú ý.
Không nhằm nghiên cứu xói mòn tại từng điểm, Lại Vinh Cẩm [16] sử
dụng phương trình mất đất tổng quát (USLE) để đánh giá tiềm năng và mức độ
xói mòn hiện tại của từng lưu vực (4 lưu vực lớn ở miền Bắc Việt Nam). Kết quả
nghiên cứu về xói mòn tại các lưu vực được tích hợp với phân tích lưu vực nhằm
chỉ ra các khu vực xói mòn nguy hiểm làm cơ sở cho đề xuất các biện pháp phòng
tránh hữu hiệu nhằm mục tiêu phát triển bền vững [16].
Trong thời gian gần đây, khoảng từ những năm 90, với sự phát triển mạnh
mẽ của hệ thông tin địa lý, một số nhà nghiên cứu Việt Nam cũng đã thử giải
quyết bài toán xói mòn bằng cách mô hình hoá, sử dụng sức mạnh tính toán của




Từ khi ra đời, hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information
System) phát triển với tốc độ mạnh, đã và đang được ứng dụng trong rất
nhiều ngành, lĩnh vực. GIS đã phát triển từ những ứng dụng trên các đối tượng
liên quan đến đất đai và biến đổi chậm như tài nguyên, môi trường đến những
ứng dụng trong các lĩnh vực liên quan đến con người hoặc những đối tượng có
tần số biến đổi nhanh như cơ sở kỹ thuật hạ tầng, kinh tế, xã hội.
Với những ứng dụng ngày càng rộng rãi và phát triển mạnh mẽ trong các
lĩnh vực kinh tế, xã hội, từ năm 1992, các nhà khoa học Mỹ đã xác lập một ngành
khoa học mới: Khoa học thông tin địa lý (Geographic Information Science).
Khoa học thông tin địa lý đã từng bước hoàn thiện các mô hình biểu diễn đối
tượng, hoạt động, sự kiện và các quan hệ của chúng trong thế giới thực, đồng
thời nghiên cứu phát triển các thuật toán lưu trữ, xử lý số liệu theo không gian và
thời gian [9].
Có nhiều phần mềm GIS, để phù hợp với điều kiện tài chính và bản
quyền, đề tài chọn phần mềm Mapinfo và Arcview là hai công cụ chính để lập
bản đồ, chồng xếp và phân tích bản đồ, quản lí dữ liệu, xử lý và truy xuất thông
tin.
1.4.2. Ứng dụng GIS trực tiếp xây dựng bản đồ xói mòn
Như trình bày ở trên cho thấy GIS là công cụ mạnh có khả năng ứng dụng
để đánh giá xói mòn đất. Sử dụng trực tiếp GIS trong đánh giá, xây dựng bản đồ
xói mòn đất được thực hiện qua 2 bước sau:
Bước 1: Xây dựng bản đồ hợp phần gồm 4 loại bản đồ sau:
- Bản đồ thổ nhưỡng
- Bản đồ lượng mưa
- Bản đồ địa hình
- Bản đồ thảm thực vật
Bước 2: Sử dụng GIS tính toán để được bản đồ xói mòn đất.
Các bước cụ thể được mô phỏng theo hình 1.2 dưới đây:

đã là đề tài nghiên cứu của nhiều tác giả và cho thấy mô hình USLE có thể áp
dụng cho tính toán xói mòn ở cấp độ khu vực hoặc một huyện (như nghiên cứu
của đề tài). Tính tổng hợp của mô hình USLE là đề cập đến tất cả các nhân tố ảnh
hưởng tới xói mòn một cách riêng biệt trong mối tương quan chặt chẽ. Điều này
cho phép tách riêng từng yếu tố để phân tích ảnh hưởng vai trò của chúng đến xói
mòn và tìm ra biện pháp tác động phù hợp nhất.
Với cách tiệm cận vấn đề theo từng thông số ảnh hưởng đến xói mòn,
USLE có thể được tính toán bằng GIS. Trình tự các bước cơ bản được thực
hiện như sau:
Bước 1: Xây dựng các bản đồ hợp phần:
- Bản đồ thổ nhưỡng
- Bản đồ lượng mưa
- Bản đồ địa hình
- Bản đồ thảm thực vật
- Bản đồ canh tác sử dụng đất v.v…
Bước 2: Từ các bản đồ đơn tính, ứng dụng GIS xây dựng các bản đồ hệ số
xói mòn của phương trình USLE
Bước 3: Từ các bản đồ hệ số xói mòn, ứng dụng GIS xây dựng bản đồ
tiềm năng xói mòn và xói mòn hiện tại của khu vực nghiên cứu
Các bước thực hiện được mô phỏng theo hình 1.3:


PP khác + GIS

GIS

GIS

Bản đồ lƣợng
mƣa trung bình năm


thực
vật
H
ệ số P

đồ


Cơ sở dữ liệu đầu
vào

Bản đồ thành phần

Bản đồ kết quả

GIS
Hình 1.3: Sử dụng mô hình USLE trong tính toán xói mòn bằng GIS
Hình 1.3 trên đây miêu tả việc sử dụng mô hình USLE trong tính toán xói

mòn bằng hệ thống thông tin địa lý. Các thông số của mô hình (các hệ số) đƣợc
tính toán trên GIS từ các dữ liệu đầu vào (các bản đồ). Cuối cùng, dựa trên bản đồ
hệ số, tính toán bản đồ xói mòn và bản đồ xói mòn tiềm năng.
- Ưu điểm: Phương pháp này cho độ tin cậy cao, dễ phân cấp xói mòn
- Nhược điểm: Cần hiểu rõ về GIS để thực hiện tốt các bước công việc
trong khi đây là phần mềm tiên tiến với nhiều ứng dụng rất đa dạng, khó tìm hiểu,
nắm bắt trong thời gian ngắn.
Tuy nhiên, cần đặc biệt lưu ý đối với việc ứng dụng GIS trong tính toán xói
mòn đất là số liệu đầu vào phải đồng bộ và thống nhất về khuôn mẫu, tọa độ và
tiêu chuẩn. Do đó, quan tâm đến việc xây dựng một cơ sở dữ liệu đủ tin cậy là