Khái quát về xói mòn đất

22-03-2012 1 KHÁI QUÁT VỀ XÓI MÒN ĐẤT Nguyễn Trường Ngân Khái niệm Xói mòn đất là sự mang đi lớp đất mặt do nước chảy, tuyết hoặc các tác nhân địa chất khác bao gồm cả các quá trình sạt lở do trọng lực (Rattan Lal, 1990) Phân loại Ta ùc nhaân tro ïng löïc (Gravity erosion) Chuyeån vaän caû khoái Suïp lô û Saït lôû Do øng vuïn thoâ Ña át tröôït Sạt lở (col lapse) Trượt lở (landslide)Dòng vụn thô (debris flow) Sụp lở (Sinkhole) Phân loại Taùc nhaân gioù Xoùi moøn do gioù 22-03-2012 2 Phân loại Taùc nhaân t he å lo ûng Xo ùi moøn baêng h aøNö ôùc Möa Do øng chaûy Ñaïi d öô ng Xo ùi moøn to ùe Do øng chaûy be à maët Do øng chaûy ng aàm Xo ùi moøn bô ø bi eån Xo ùi moøn be à maët Möô ng xo ùi Raõnh xo ùi Xo ùi moøn oáng ho aëc xo ùi moøn raõnh ng aàm Phân loại Sheet erosion (xói mòn bề mặt)splash e rosion (xói mòn tóe) Ril l erosion (rãnh xói)gully erosion (mương xói) Xói mòn Canh tác Theo R.P.C Morgan, 2005 Các yếu tố ảnh hưởng đến xói mòn đất Nhận xét Xói mòn đất là một quá trình tự nhiên Xói mòn đất trở nên nghiêm trọng khi lượng đất bị mất gia tăng Biến đổi khí hậu toàn cầu và quá trình sử dụng đất không hợp lý sẽ làm gia tăng xói mòn đất. 22-03-2012 3 2,5cm đất mất 300 năm. Ngưỡng: 1,8 tấn/ha/năm Đồi núi VN:100-200 tấn/ha/năm (N. Hudson, 1985) Xói mòn đất Tác nhân tự nhiên (mưa, địa hình, loại đất…) Tác nhân nhân sinh (Quản lý sử dụng đất) Bi ện pháp hữu hiệu kiểm soát xói mòn đất Tổn thất tại chỗ Mất đất Mất dinh dưỡng đất Mất chất hữu cơđất Làm suy giảm tínhchất đất Tổn hại đếncây trồng và sự phát triển Suy giảm sản lượng Mất sản xuất Thu hẹp diện tích có thể trồng trọt Giảm doanhsố bán hàng. Tổn thất bên ngoài Sự trầm tích Bồi tụ hồ và sông Giảm khả năng chứa nước Sự ngập lụt Sự chảy tràn Lũ quét Trượt lở đất Phá hủy đường xá, đê đập và các công trình khác. Tắc nghẽn đường thủy Phú dưỡng hóa Mất đa dạng sinh học Suy giảm chất lượng nước Ảnh hưởng bất lợi cho xử lý nước Ảnh hưởng bất lợi đến phát điện Suy giảm cung cấp lương thực Tăng giá lương thực Hạn chế các hoạt động giải trí 22-03-2012 4 Phương pháp lượng hóa xói mòn Thực nghiệm  Môhình mô phỏng  Đồng vị  Modul dòng bùn cát  Cầu xói mòn  Máy quét hồngngoại  … Các phương pháp Mô hình toán  USLE, RUSLE.  Môhình kết hợptrầmtích.  Môhình tính toán mương xói  Môhình xói mòn dogió  Môhình cân bằng vậtchất  … Thực nghiệm  Trực quan, dễ chấp nhận  Tốn chi phí, thời gian  Quymô nhỏ, chi tiết  Thuận lợi giao thông  Xu thế, dự báo: khó Ưunhược điểm các nhóm phương pháp Mô hình toán  Khó thuyếtphục.  Ít tốn chi phí, thời gian Quymộ rộng, kháiquát  Hiểm trở, khó tiếpcận  Xu thế, dự báo: có thể Phương pháp lượng hóa xói mòn Phương pháp mô phỏng Phương pháp Phương pháp Đồng vị Phương pháp Chu trình địa hóa (Geochemical Cycle) Phong hóa là khởi điểm của xóimòn. Xóimòn dẫn đến sự phân bố lại các nguyên tố và các đồng vị trong môi trường Đánh giá phânbố lại các nguyên tố  tốc độ mang đi của vật chất xóimòn 22-03-2012 5 Phương pháp Đồng vị Phương pháp 1 . e p r E D E Pm W s f E S     Ee hàm lượng Urani hòa tan trong nước sông Er hàm lượng Urani trong đá gốc Ep hàm lượng Urani trong nước mưa S diện tích lưu vực D lưu lượng nước sông P lượng mưa W lượng vật chất hòa tan vận chuyển trong sông (tấn/km2/năm) (L.M. Norderman, 1980) 2. Các phương pháp Phương pháp modul dòng bùn cát (mudflow) S = A x Dr S: Lượng bùn cát dòng chảy mang theo (tấn) A: Lượng đất xói mòn bề mặt (tấn) Dr: Hệ số gia nhập bùn cát (thực nghiệm) Phương pháp Phương pháp modul dòng bùn cát (mudflow) r: độ chênh cao lưu v ực l: chiều dài sườn theo suối chính. Dr = 10 S.M. White, 1989 Dr = 0,488-0,006A=0,01Q (Bowie, 1975) A- diện t ích lưu vực Q- lưu lượng dòng chảy năm D- mật độ lưới sông Dr = 1,29+1,37lnD-0,025A (Mou và Meng 1980) Phương pháp Phương pháp cầu xói mòn (erosion bridge) Rosy Wash (1993) 22-03-2012 6 Cá c yếu tố chủ đạo ả nh hưởng đến xói mòn đất lưu vực Suố i Rạt 2. Số lượng và vị trí quan trắc Yếu tố cường độmưa CREAMS (Chemicals, Runoff and Erosion from Agricu ltural Management Systems) (Knisel, 1980 ) EGEM (Ephemeral Gully Erosion Model) (Woodward, 1999) EPIC (Erosion-Productivity Impact Calculator) EROSION-3D (von Werner, 1995 ) EUROSEM (European Soil Erosion Model) (Chisci and Morgan, 1988) KINEROS (Kinematic Runoff and Erosion Model) (Woolhiser et al. , 1990) MOSES (Modular Soil Erosion System) project MWISED (Modelling Within-Storm Sediment Dynamics) project PESERA (Pan-European Soil Erosion Risk Assessment) model USLE (Universal Soil Loss Equation) và RUSLE (Revised USLE) (Wischmeier, 1978) SERAE (Soil Erosion Risk Assessment in Europe) model STREAM (Sealing, Transfer, Runoff, Erosion, Agricu ltural Modification) model SWAT (Soil and Water Assessment Tool) USPED (Unit Stream Power-based Erosion Deposition) WATEM (Water and Till age Erosion Model) WEPP (Water Erosion Prediction Project) (Laflen, 1991) WERU wind erosion simulation models (Edward L. Skidmore, 1994) >30 Phương pháp Phương pháp mô hình thực nghiệm Năm 1978, Wischmeier và Smith đề xuất phương trình thực nghiệm mất đất tổng quát (USLE) xem xét 6 hệ số R, K, L, S, C, và P. Tính toán hiệu quả cho: - Xói mòn do nước - Xói mòn bề mặt và rãnh xói - Phân bố không gian của xói mòn và tiềm năng Phương pháp Phương pháp mô hình thực nghiệm Một số nhược điểmcủa USLE: - Tính toán mức độ trầm tích do xói mòn - Xói mòn dạng mương xói - Xói mòn do gió và trọng lực - Cân bằng vật chất toàn lưu vực Các mô hình khác nhau được phát triển Phương pháp Phương pháp mô hình thực nghiệm Tính toán lượng trầm tích do xói mòn: EUROSEM (European Soil Erosion Model) (Chisci and Morgan, 1988) KINEROS(Kinematic Runoff and Erosion Model) (Woolhiser et al., 1990) WEPP (Water Erosion Prediction Project) (Laflen, 1991) EROSION-3D (von Werner, 1995) 22-03-2012 7 Phương pháp Phương pháp mô hình thực nghiệm Xói mòn dạng Mương xói (Gully erosion): CREAMS(Chemicals, Runoff and Erosion from Agricultural Management Systems) (Knisel, 1980) EGEM (Ephemeral Gully Erosion Model) (Woodward, 1999) Phương pháp Phương pháp mô hình thực nghiệm Xói mòn do gió: WERU wind erosion simulation models (Edward L. Skidmore, 1994) Phương pháp Phương pháp mô hình thực nghiệm Cân bằng vật chất cho lưu vực: SWAT (Soi l and Water Assessment Tool) CAESAR (Cel lular Automaton Evolutionary Sl ope and River model) Ứng dụng GIS và viễn thám trong xói mòn