ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN THÀNH LUÂN

ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG
ĐÁNH GIÁ XĨI MỊN ĐẤT
TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN
THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Thái Nguyên - 2019


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN THÀNH LUÂN

ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG
ĐÁNH GIÁ XĨI MỊN ĐẤT
TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN
Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số ngành: 8 44 03 01

LUẬN VĂN
THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Hoàng Văn Hùng

Thái Nguyên - 2019


i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập của
riêng tôi. Các số liệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng,
đã công bố theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tơi
tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với thực
tiễn của Việt Nam. Các kết quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ
nghiên cứu nào khác.

HỌC VIÊN
Nguyễn Thành Luân


ii

LỜI CẢM ƠN
Để có thể hồn thành đề tài luận văn thạc sĩ một cách hoàn chỉnh, bên
cạnh sự nỗ lực cố gắng của bản thân cịn có sự hướng dẫn nhiệt tình của q
Thầy Cơ, cũng như sự động viên ủng hộ của gia đình và bạn bè trong suốt
thời gian học tập nghiên cứu và thực hiện luận văn thạc sĩ. Xin chân thành
bày tỏ lòng biết ơn đến Thầy PGS.TS. Hồng Văn Hùng người đã hết lịng
giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hồn thành luận văn này. Xin
chân thành bày tỏ lịng biết ơn đến tồn thể q thầy cơ trong khoa Tài
ngun Mơi trường và Phịng đào tạo – Đào tạo sau đại học, trường Đại học
Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý
báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tơi trong suốt q trình học

tập nghiên cứu và cho đến khi thực hiện đề tài luận văn. Xin chân thành bày
tỏ lòng biết ơn đến phòng Tài nguyên Môi trường huyện Đồng Hỷ, Ủy ban
nhân dân huyện Đồng Hỷ đã không ngừng hỗ trợ và tạo mọi điều kiện tốt nhất
cho tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện luận văn. Cuối cùng, tôi
xin chân thành cảm ơn đến gia đình, các anh chị và các bạn đồng nghiệp đã
hỗ trợ cho tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện
đề tài luận văn thạc sĩ một cách hoàn chỉnh.

Thái Nguyên, ngày tháng

năm 2019

Tác giả luận văn
Nguyễn Thành Luân


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................. v
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................... vi
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết................................................................................................. 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................... 2
3. Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu ....................................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU................................... 3
1.1. Xói mịn đất và các nhân tố ảnh hưởng đến xói mịn đất........................... 3

1.1.1. Xói mịn đất ............................................................................................. 3
1.1.2. Các q trình xói mịn đất ....................................................................... 5
1.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mịn đất................................................. 6
1.2. Nghiên cứu xói mịn đất trên thế giới ...................................................... 11
1.2.1. Các nghiên cứu xói mịn đất trên thế giới ............................................. 12
1.2.2. Các phương pháp đánh giá xói mịn đất................................................ 15
1.2.3. Một số mơ hình đánh giá xói mịn đất .................................................. 17
1.3. Nghiên cứu xói mịn đất ở Việt Nam ....................................................... 19
1.4. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) ............................................................... 22
1.4.1. Lịch sử phát triển của GIS .................................................................... 22
1.4.2. Ứng dụng GIS trực tiếp xây dựng bản đồ xói mịn............................... 24
1.4.3. Ứng dụng GIS và mơ hình hóa tính tốn xói mòn đất .......................... 24
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ................................................................................................. 26
2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 26
2.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 26
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 26
2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 26
2.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu ................................................... 26


iv

2.4.2. Phương pháp kế thừa............................................................................. 27
2.4.3. Phương pháp tính tốn các tham số theo phương trình của Wischmeier
W.H và Smith D.D.................................................................................. 27
2.4.4. Phương pháp chồng xếp xây dựng bản đồ xói mịn đất huyện Đồng Hỷ .... 35
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 37
3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên ........ 37
3.1.1. Điều kiện tự nhiên của huyện Đồng Hỷ, Thái Nguyên......................... 37

3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội của huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên ...... 44
3.2. Xây dựng bản đồ xói mịn đất huyện Đồng Hỷ giai đoạn năm 2013
và 2018 .................................................................................................. 48
3.2.1. Xây dựng bản đồ hệ số xói mịn do mưa (R) ........................................ 48
3.2.2. Thành lập bản đồ hệ số kháng xói của đất (K) ..................................... 50
3.2.3. Thành lập bản đồ hệ số địa hình (LS) ................................................... 53
3.2.4. Thành lập bản đồ hệ số lớp phủ thực vật (C) ........................................ 55
3.2.5. Bản đồ hệ số canh tác (P) ...................................................................... 56
3.2.6. Bản đồ xói mịn huyện Đồng Hỷ .......................................................... 58
3.3. Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu và chống xói mịn đất tại khu
vực nghiên cứu ...................................................................................... 64
3.3.1. Giải pháp nơng nghiệp chống xói mịn đất ........................................... 64
3.3.2. Giải pháp lâm nghiệp chống xói mịn đất ............................................. 65
3.3.3. Giải pháp kết hợp nơng, lâm nghiệp chống xói mịn đất ...................... 66
3.3.4. Chống xói mịn bằng biện pháp cơng trình ........................................... 67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 68
1. Kết luận ....................................................................................................... 68
2. Kiến nghị ..................................................................................................... 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 70


v

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1:

Hệ số xói mịn đất của một số loại đất ở Việt Nam .................... 30

Bảng 2.2:


Bảng tra hệ số P theo hội khoa học đất quốc tế .......................... 35

Bảng 2.3:

Phân cấp mức độ xói mịn đất theo TCVN 5299 – 1995............ 36

Bảng 3.1:

Các loại đất chính của huyện Đồng Hỷ ...................................... 41

Bảng 3.2:

Hiện trạng sử dụng đất của huyện Đồng Hỷ năm 2017 .................. 43

Bảng 3.3:

Kết quả tính hệ số R cho các trạm đo mưa huyện Đồng Hỷ ...... 48

Bảng 3.4:

Hệ số kháng xói các loại đất huyện Đồng Hỷ ............................ 50

Bảng 3.5:

Độ dốc trên các loại đất của huyện ............................................. 54

Bảng 3.6:

Bảng tính tốn hệ số P huyện Đồng Hỷ năm 2013 và năm 2018 ... 57


Bảng 3.7:

Diện tích xói mịn đất theo các cấp độ huyện Đồng Hỷ năm
2013 và năm 2018 ....................................................................... 60

Bảng 3.8:

Diện tích xói mịn đất huyện Đồng Hỷ năm 2018 phân theo
đơn vị hành chính........................................................................ 61


vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1.

Các nhân tố chính ảnh hưởng đến xói mịn đất ............................ 6

Hình 2.2.

Sơ đồ các bước tính tốn hệ số R trong GIS............................... 29

Hình 2.3.

Sơ đồ quy trình xây dựng bản đồ hệ số LS................................. 33

Hình 3.1.

Bản đồ hệ số xói mịn do mưa trên địa bàn huyện Đồng Hỷ
năm 2013 và năm 2018 ............................................................... 49


Hình 3.2.

Bản đồ hệ số kháng xói đất (K) của huyện Đồng Hỷ năm
2013 và 2018 ............................................................................... 52

Hình 3.3.

Bản đồ mơ hình số độ cao DEM huyện Đồng Hỷ ...................... 53

Hình 3.4.

Bản đồ độ dốc năm 2013 và năm 2018 huyện Đồng Hỷ ............ 53

Hình 3.5.

Bản đồ hệ số địa hình LS huyện Đồng Hỷ năm 2013 và năm 2018 .... 54

Hình 3.6.

Bản đồ chỉ số khác biệt thực vật NDVI huyện Đồng Hỷ năm
2013 và 2018 ............................................................................... 55

Hình 3.7.

Bản đồ hệ số lớp phủ thực vật (C) huyện Đồng Hỷ năm
2013 và năm 2018 ....................................................................... 56

Hình 3.8.


Bản đồ hệ số canh tác P huyện Đồng Hỷ năm 2013 và năm 2018 ... 57

Hình 3.9.

Bản đồ phân cấp xói mịn đất huyện Đồng Hỷ năm 2013 .......... 58

Hình 3.10. Bản đồ phân cấp xói mịn đất huyện Đồng Hỷ năm 2018 .......... 59


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Đất đai là một tài nguyên thiên nhiên quý giá của mỗi quốc gia và cũng
là yếu tố mang tính quyết định sự tồn tại và phát triển của con người và các
sinh vật khác trên trái đất. Đất đai là tài sản mãi mãi với loài người, là điều
kiện để sinh tồn, là điều kiện không thể thiếu được để sản xuất, là tư liệu sản
xuất cơ bản trong nông, lâm nghiệp. Bởi vậy, nếu khơng có đất đai thì khơng
có bất kỳ một ngành sản xuất nào, con người không thể tiến hành sản xuất ra
của cải vật chất để duy trì cuộc sống và duy trì nịi giống đến ngày nay. Trải
qua một quá trình lịch sử lâu dài con người chiếm hữu đất đai biến đất đai từ
một sản vật tự nhiên thành một tài sản của cộng đồng, của một quốc gia.
Đất đai là tư liệu sản xuất gắn liền với hoạt động của con người. Con
người tác động vào đất đai nhằm thu được sản phẩm để phục vụ cho các nhu
cầu của cuộc sống. Tác động này có thể trực tiếp hoặc gián tiếp và làm thay
đổi tính chất của đất đai có thể chuyển đất hoang thành đất sử dụng được hoặc
là chuyển mục đích sử dụng đất.
Tuy nhiên hiện nay do thực trạng sử dụng đất, do ảnh hưởng bởi các yếu
tố tự nhiên. Đất đai đã và đang bị ảnh hưởng tiêu cực. Trong đó hiện tượng
xói mịn đất là một trong những hệ quả tiêu cực mà con người và thiên nhiên

gây ra cho môi trường đất.
Đồng Hỷ có tổng diện tích tự nhiên 427,73km2, trong đó đất lâm nghiệp
chiếm 55,91%, đất sản xuất nơng nghiệp 31,95%, đất phi nông nghiệp
10,78%. Là một huyện đang có nhiều chuyển dịch về cơ cấu kinh tế xã hội do
đang trong quá trình tiếp nhận sự mở rộng địa bàn của thành phố Thái Nguyên.
Đặt ra những vấn đề cấp thiết trong sử dụng và bảo vệ tài nguyên đất trong phát
triển kinh tế xã hội.
Cho đến thời điểm hiện tại, đã có một số cơng trình nghiên cứu khoa
học phục vụ cho phát triển kinh tế xã hội của huyện Đồng Hỷ nói riêng và


2

tỉnh Thái Nguyên nói chung. Tuy nhiên chưa có đề tài nào tiến hành đánh giá
xói mịn đất bằng cơng nghệ GIS và viễn thám chi tiết cho khu vực này.
Công nghệ GIS ngày càng nâng cao khả năng thu thập, xử lý và phân
tích dữ liệu thơng tin địa lý. Trong đó, các bài tốn hỗ trợ cho đánh giá xói mịn
đất như: xử lý ảnh số, mơ hình hóa địa hình, chồng ghép phân tích dữ liệu,
v.v… được tiến hành một cách hiệu quả và khách quan. Trên thế giới, việc
nghiên cứu đánh giá xói mịn đất được quan tâm tại nhiều quốc gia, đặc biệt là
tại các khu vực có nguy cơ xói mịn cao. Xuất phát từ những lí do trên và được
sự nhất trí của nhà trường, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Hoàng Văn Hùng.
Tôi tiến hành thực hiện luận văn: “Ứng dụng GIS và viễn thám trong đánh
giá xói mịn đất trên địa bàn huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá hiện trạng xói mịn đất huyện Đồng Hỷ dựa trên ứng dụng
công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS).
- Đề xuất một số giải pháp chống xói mịn đất.
3. Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu
- Ý nghĩa khoa học: Luận văn ứng dụng hệ thống thông tin địa lý

(GIS) và viễn thám để đánh giá và dự báo xói mịn đất qua việc phân tích
khơng gian và mối quan hệ của các nhân tố địa hình, thủy văn, thổ nhưỡng,
thực vật và con người tại huyện Đồng Hỷ.
- Ý nghĩa thực tiễn của luận văn: Đánh giá hiện trạng xói mịn đất tại
huyện Đồng Hỷ, từ đó xây dựng bản đồ xói mịn đất khu vực nghiên cứu làm
cơ sở đề xuất một số giải pháp hạn chế xói mịn đất.


3

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Xói mịn đất và các nhân tố ảnh hưởng đến xói mịn đất
1.1.1. Xói mịn đất
Xói mịn đất là q trình tự nhiên làm ảnh hưởng đất tất cả các dạng địa
hình. Trong nơng nghiệp, xói mịn đất là q trình lớp đất mặt bị mang đi nơi
khác do các yếu tố vật lý như nước và gió hoặc các yếu tố liên quan đến hoạt
động trồng trọt. Trong khi xói mịn là một quá trình tự nhiên, các hoạt động
của con người làm gia tăng tốc độ xói mịn lên 10-40 lần. Xói mịn gia tăng có
thể gây ra các vấn đề tại vị trí đó hoặc những nơi khác liên quan đến các dịng
trầm tích này. Tại vị trí xói mịn như làm giảm sản lượng nông nghiệp và phá
vỡ hệ sinh thái, cả hai yếu tố này làm giảm độ phì của tầng đất mặt. Trong
một vài trường hợp, kết quả cuối cùng là sự sa mạc hóa. Các ảnh hưởng ngồi
nơi xói mịn như sự lắng đọng trầm tích trên các kênh dẫn và gây phú
dưỡng các vực nước, cũng như gây phá vỡ đường sá và nhà cửa liên quan đến
trầm tích. Xói mịn do gió và nước là hai yếu tố cơ bản làm giảm chất lượng
đất; Nếu xét cả hai trường hợp này, chúng chiếm đến 84% sự xuống cấp của
đất trên toàn cầu, nên đây là một trong những vấn đề môi trường quan trọng
nhất tồn cầu. ()
Các kiểu xói mịn đất chính

Kiểu xói mịn do nước
Kiểu xói mịn do nước gây ra do tác động của nước chảy tràn trên bề mặt
(nước mưa, băng tuyết tan hay tưới tràn). Hiện tượng xói mịn do nước gây ra
đối với đất sản xuất nông nghiệp thường mạnh nhất ở các bề mặt đất trống,
sau khi làm đất chuẩn bị gieo trồng. Ðể xảy ra xói mịn, nước cần có năng
lượng để tách các hạt đất, rồi sau đó vận chuyển chúng đi. Mưa và nước có
thể tách được các hạt đất song việc vận chuyển được chúng đi bao xa phải


4

phụ thuộc vào dòng chảy. Tác động của mưa gây ra xói mịn đối với đất gồm
các tác động va đập phá vỡ, làm tách rời các hạt đất và sau đó vận chuyển các
hạt đất bị phá hủy theo các dòng chảy tràn trên mặt đất. Dòng chảy của nước
có thể tạo ra các rãnh xói, khe xói hoặc bị bóc theo từng lớp, người ta chia
kiểu xói mịn do nước gây ra thành các dạng:
- Xói mịn thẳng là sự xói lở đất, đá mẹ theo những dịng chảy tập trung,
ăn sâu tạo ra các rãnh xói và mương xói.
- Xói mịn phẳng là sự rửa trơi đất một cách tương đối đồng đều trên bề
mặt do nước chảy dàn đều, đất bị cuốn đi theo từng lớp, phiến. Khi lớp đất trên
bề mặt bị xói mịn thì rất khó khơi phục và những thiệt hại của xói mịn có thể
ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức sản xuất của đất. Ví dụ một phép tính đơn giản
nếu đất bị xói mịn 1cm đất thì trên 1 ha đất mất đi 100m3 đất, tương đương
150 tấn, trong đó có 6 tấn mùn và 1,5 tấn đạm. Trong khi đó, ở vùng nhiệt đới
có những nơi xói mịn làm mất 3cm đất mặt hàng năm. Riêng vùng đồi núi
hàng năm bình quân mất đi khoảng 2cm điều này làm cho đất ở đây bị thối
hóa nhanh chóng. Trên những vùng đất cao, dốc, mưa lớn còn tạo nên những
dòng chảy cực đại trên sườn dốc và ngồi việc bào mịn lớp đất mặt chúng cịn
có khả năng tạo ra những dịng xói hoặc rãnh xói. Có rãnh sâu 5 - 6m tới tận
lớp đá mẹ và làm mất đi hoàn tồn khả năng sản xuất của đất đai.

()
Kiểu xói mịn do gió
Kiểu xói mịn do gió là hiện tượng xói mịn gây ra bởi sức gió. Ðây là hiện
tượng xói mịn có thể xảy ra ở bất kì nơi nào khi có những điều kiện thuận lợi
sau đây ():
- Ðất khơ, tơi và bị tách nhỏ đến mức độ gió có thể cuốn đi
- Mặt đất phẳng, có ít thực vật che phủ thuận lợi cho việc di chuyển của gió
- Diện tích đất đủ rộng và tốc độ gió đủ mạnh để mang được các hạt đất đi.


5

Thông thường đất cát là loại đất rất dễ bị xói mịn do gió vì sự liên kết
giữa các hạt cát là rất nhỏ, đất lại bị khô nhanh. Ảnh hưởng của xói mịn do
gió gây ra khá phức tạp, đất bị chuyển dịch đi có thể dưới các hình thức nhảy
cóc, trườn trên bề mặt hoặc bay lơ lửng.
1.1.2. Các q trình xói mịn đất
1.1.2.1. Xói lở sơng suối
Xói lở sông suối là một vấn đề diễn ra tại nhiều nơi trên thế giới, ở
những nơi này khi có thiên tai thì hậu quả của nó sẽ gia tăng, ảnh hưởng tiêu
cực đến sinh kế của con người và các hoạt động cộng đồng khác.
Theo Nguyễn Quang Mỹ (2005), q trình xói lở sơng suối được xác
định theo cơng thức về động năng của dòng chảy như sau:
F = vm2/2
Trong đó: F: là động năng của khối nước chảy
m: là khối lượng nước chảy
v: là vận tốc dòng chảy
Qua cơng thức trên có thể nhận xét, động năng của dịng chảy tỉ lệ thuận
với bình phương của tốc độ dịng chảy. Trong q trình xói lở, dịng chảy tạo
ra vật liệu, phù sa. Tùy theo kích thước phù sa và tốc độ dịng chảy mà phù sa

có thể vận chuyển xi theo chiều dịng chảy. Khi động năng của dịng chảy
khơng đủ sức mang đi từng bộ phận vật chất, phù sa sẽ lắng đọng xuống dịng
sơng gọi là q trình bồi tụ.
1.1.2.2. Xói mịn và rửa trơi bề mặt
Xói mịn và rửa trơi bề mặt là q trình xói mịn do dịng chảy tạm thời
trên sườn lúc mưa hoặc tuyết tan do chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố tự
nhiên, trong đó yếu tố địa hình là quan trọng nhất. Bên cạnh đó, yếu tố tác
động do con người cũng ảnh hưởng khơng nhỏ đến q trình này, các tác


6

động này đến chủ yếu từ các hoạt động như: Khai thác tài nguyên đất thiếu
hợp lý, khai thác tài nguyên rừng bừa bãi,…
1.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mịn đất
Có 5 nhân tố chính ảnh hưởng tới xói mịn đất là địa hình, đất đai, thảm
thực vật, khí hậu và con người.
Địa hình

Khí hậu
Xói mịn

Con
người

Thảm
thực vật

Đất đai


Ảnh hưởng hai chiều
Ảnh hưởng tích cực
Ảnh hưởng tiêu cực

Hình 2.1: Các nhân tố chính ảnh hưởng đến xói mịn đất
1.1.3.1. Ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu đến xói mịn đất
Yếu tố khí hậu có thể nói là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến xói mịn đất.
Trong các yếu tố gây xói mịn chính thì mưa là quan trọng hơn cả. Đã có
nhiều cơng trình nghiên cứu cả trong phịng thí nghiệm và ngồi thực địa đều
cho thấy rằng tác động của hạt mưa lớn hơn nhiều so với các yếu tố khác như
hiệu ứng cắt xé và rửa xói của dịng chảy do nước mưa gây nên. Ngồi ra có
những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến xói mịn như nhiệt độ
khơng khí, độ ẩm, tốc độ gió . . .
a. Lượng mưa: Có thể nói, một trong những nhân tố quan trọng gây ảnh
hưởng đến q trình xói mịn đất đó chính là lượng mưa. Mức độ xói mịn
cũng phụ thuộc rất lớn vào lượng mưa tại mỗi khu vực, tại những khu vực có


7

lượng mưa thấp thì khả năng xói mịn là rất thấp vì lượng mưa khơng đủ để
tạo thành dịng chảy (vì bị mất do ngấm vào đất, bay hơi, thực vật sử dụng...)
và do đó khơng có khả năng vận chuyển vật chất đi xa. Lượng mưa trung bình
hàng năm thường phải lớn hơn 300 mm thì xói mịn do mưa mới xuất hiện rõ.
Tuy nhiên, vấn đề xói mịn do mưa còn phụ thuộc vào tỷ lệ lớp phủ trên đất
có tại khu vực đó. Với cùng lượng mưa 1.000mm tại các khu vực có độ che
phủ rừng cao, mức độ xói mịn xảy ra thấp hơn so với khu vực đất trống, đồi
núi trọc. (Nguyễn Quang Mỹ, 2005)
b. Bốc hơi nước: Một phần bốc hơi trực tiếp vào khí quyển, phần khác
bốc hơi qua hoạt động của thực vật và động vật sau đó được ngấm xuống đất

theo khe nứt, thẩm thấu. Lượng nước cịn lại hình thành dịng chảy bề mặt. Vì
vậy tác động của mưa sẽ phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, địa chất, thổ
nhưỡng của khu vực. Nhiệt độ càng cao, độ ẩm không khí thấp dẫn tới bốc
hơi càng mạnh, đất càng bị nén chặt, tốc độ và khả năng thấm ít thì lượng
mưa tạo dòng chảy bề mặt càng nhiều, . . . Do đó ảnh hưởng của trận mưa đầu
và thời gian đầu của một trận mưa ít hơn so với những trận mưa sau và ở thời
gian sau vì độ thấm của đất, và hơi ẩm của khơng khí đã bị thay đổi. (Nguyễn
Quang Mỹ, 2005)
c. Cường độ mưa: Quá trình hình thành dịng chảy phụ thuộc nhiều vào
cường độ của trận mưa. Cường độ mưa là lượng mưa trong một thời gian nhất
định trong một đơn vị tính là mm/h. Lượng mưa hàng năm 250 mm tập trung
chỉ trong 3 tháng có thể gây ra xói mịn nhiều hơn 2.000 mm trải ra trong 1012 tháng. (Peace Corp Information Collection & Exchange, 2010)
Theo các kết quả nghiên cứu ở nhiều khu vực trên thế giới thì những trận
mưa có cường độ mưa trên 25 mm/h thì mới có tác dụng tạo nên dịng chảy và
từ đó mới gây xói mòn. Tỷ lệ lượng mưa tạo ra trong năm được tạo ra bởi các
trận mưa có cường độ lớn hơn 25 mm/h càng nhiều thì khả năng gây xói mịn
càng lớn. Nếu thời gian mưa dồn dập trong thời gian ngắn thì đó chính là tiền


8

đề cho sự hình thành lũ quét, trượt lở ở vùng núi ngập lụt ở hạ lưu, cùng với
việc gia tăng xói mịn đất. (Nguyễn Quang Mỹ, 2005)
d. Đặc tính của mưa: Đặc tính của mưa cũng ảnh hưởng lớn đến xói
mịn của đất. Mưa rào nhiệt đới gây tác hại nhiều hơn nhiều so với mưa nhỏ ở
các vùng ơn đới. Ở các vùng có khí hậu nửa khơ, mưa có cường độ lớn mang
tính chất mưa rào nhưng khơng kéo dài vẫn gây ra xói mịn nghiêm trọng.
Mặt khác xói mịn cũng mạnh nếu lượng mưa chỉ đạt trung bình nhưng ở trên
những sườn dốc thiếu lớp phủ thực vật. Khi hạt mưa lớn (mưa rào thường có
đường kính hạt mưa lớn nhất là khoảng 5mm, ít khi lớn hơn vì nếu q lớn sẽ

khơng bền vững và dễ bị phá vỡ thành các hạt nhỏ hơn) thì vận tốc khi chạm đất
cũng tăng và do đó lực phá huỷ cấu trúc đất vẫn tăng. Vận tốc cuối của hạt mưa
có đường kính khoảng 5mm sẽ đạt khoảng 9m/s. (Nguyễn Quang Mỹ, 2005)
e. Thời gian mưa: Hay còn gọi là mức độ tập trung của những trận mưa.
Ở Việt Nam mưa tập trung trong 6 tháng chiếm 70 – 85% lượng mưa cả năm,
mùa mưa bắt đầu khoảng từ tháng 5 đến tháng 10, tốc độ mưa nhanh hay chậm
hơn không giống nhau ở mỗi vùng. Do mưa dồn dập như vậy mà khả năng
thấm xuống đất chỉ có tác dụng ở những trận mưa đầu, cịn phần lớn sẽ tạo
thành dòng chảy bề mặt khi nước trong đất đã đạt bão hồ. Chính vì vậy mà
lượng đất bị xói mịn chủ yếu là vào mùa mưa, nhất là những nơi đất đang thời
kỳ bỏ hố khơng có sự điều tiết và cản nước của lớp phủ thực vật. (Nguyễn
Quang Mỹ, 2005)
f. Các yếu tố khác: Tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên sự xói mịn đất
như nhiệt độ khơng khí, sự bay hơi nước, tốc độ gió (khi mưa xuống),... Những
tác động này nếu so sánh với tác động do mưa gây ra thì có thể xem các yếu tố
này chỉ là yếu tố gián tiếp và mức độ ảnh hưởng là không đáng kể, trừ một số
trường hợp đặc biệt như lượng mưa quá nhỏ. (Nguyễn Quang Mỹ, 2005)


9

1.1.3.2. Ảnh hưởng của địa hình đến xói mịn đất
Địa hình ảnh hưởng rất lớn lên xói mịn và với mỗi kiểu địa hình sẽ có
những loại hình xói mịn khác nhau. Nếu địa hình núi, phân cắt có độ dốc lớn
thì xói mịn khe rãnh dạng tuyến diễn ra mạnh mẽ. Còn đối với những mặt
sườn phơi và địa hình thấp, thoải thì xói mịn theo diện (hay xói mịn bề mặt)
sẽ chiếm ưu thế. Với địa hình núi đá vơi thì khơng có hai loại hình trên mà có
xói mịn ngầm, tạo các dạng hang động. Trên lý thuyết thì những vùng núi
cao, độ dốc lớn thì được coi là những nơi có xói mịn, cịn những vùng đồng
bằng, nơi có độ dốc khơng đáng kể thì được coi là vùng bồi tụ, tức là tích tụ vật

chất bị xói mịn từ những vùng cao xuống. Thực tế thì cả những vùng đồng
bằng cũng có bị xói mịn nhưng lượng đất mất rất ít, chủ 7 yếu là q trình rửa
trơi lớp đất màu bề mặt và hậu quả là làm giảm độ phì của đất canh tác.
Ảnh hưởng của địa hình có thể trực tiếp hay gián tiếp đến sự xói mịn
đất. Trước hết, địa hình làm thay đổi vi khí hậu trong vùng đến ảnh hưởng
gián tiếp đến xói mịn đất thơng qua tác động của khí hậu. Địa hình núi cao
cùng với sườn chắn gió ẩm là một trong những yếu tố tạo nên những tâm mưa
lớn. Ảnh hưởng trực tiếp của địa hình đến xói mịn được thơng qua yếu tố
chính là độ dốc và chiều dài sườn dốc.
Độ dốc và chiều dài sườn dốc là các yếu tố địa hình có vai trị quan trọng
trong việc đánh giá xói mịn đất. Kết hợp với các yếu tố về lượng mưa, cường
độ mưa,… độ dốc, độ dài sườn dốc càng lớn thì khả năng xói mịn càng lớn.
Nó ảnh hưởng tới sự phân chia dịng nước và cường độ dịng nước chảy. Xói
mịn có thế xảy ra cường độ dốc từ 3o và nếu độ dốc tăng lên hai lần thì cường
độ xói mịn tăng lên 4 lần hoặc hơn.
Như vậy độ dốc và độ dài sườn dốc ảnh hưởng lớn đến xói mịn đất, nhất
là đối với các khu vực có điều kiện lớp đất phủ thực vật mỏng. Do vậy việc quy
hoạch sử dụng đất trong nông nghiệp là cần thiết để giảm khả năng xói mịn đất
khi sử dụng khơng đúng những vùng đất dốc. Theo Viện Quy hoạch thiết kế


10

nông nghiệp, độ dốc được phân loại như sau: 0 – 3o, 3 – 8o, 8 – 15o, 15 – 25o,
>25o. (Viện Quy hoạch và thiết kế nông nghiệp, 2010)
1.1.3.3. Ảnh hưởng của lớp phủ thực vật đến xói mịn đất
Việc đánh giá xói mịn thơng qua độ dày lớp phủ thực vật là một trong
những yếu tố không thể thiếu. Tại các khu vực với các điều kiện lượng mưa,
độ dốc, loại đất,… như nhau thì khu vực nào có lớp phủ thực vật dày ln có
mức độ xói mòn thấp hơn. Lớp thảm thực vật được coi như một lớp lá chắn

bảo vệ đất, hạn chế sự tác động của dòng chảy lên chất lượng đất. Cơ chế làm
suy giảm mức độ xói mịn đất của thảm thực vật thơng qua khả năng thấm
nước, giảm tốc độ gió, giảm tốc độ dòng chảy nhờ bộ rễ và thảm lá.
1.1.3.4. Ảnh hưởng của loại đất đến q trình xói mòn đất
a. Thành phần cơ giới của đất: Mỗi loại đất có một đặc tính lý, hóa học
khác nhau, việc phù hợp với các loại cây trồng để tạo nên lớp phủ thực vật
cũng khác nhau. Bên cạnh đó, mỗi loại đất lại có tính thấm nước, giữ nước
khác nhau do đó, có thể nói, thành phần cơ giới của đất cũng là một trong
những yếu tố ảnh hưởng tới q trình xói mịn đất.
b. Cấu trúc đất: Độ xói mịn của đất là ước tính khả năng của đất để
chống xói mịn, dựa trên các đặc tính vật lý của từng loại đất. Kết cấu là đặc
tính chính ảnh hưởng đến sự ăn mòn, nhưng cấu trúc, chất hữu cơ và tính
thấm cũng góp phần. Nói chung, các loại đất có tốc độ xâm nhập nhanh hơn,
hàm lượng chất hữu cơ cao hơn và cấu trúc đất được cải thiện có khả năng
chống xói mịn cao hơn. Cát, đất mùn cát và đất có kết cấu mùn có xu hướng
ít bị xói mịn hơn phù sa, cát rất mịn và một số loại đất có kết cấu đất sét.
Mức độ xói mịn trong q khứ cũng có ảnh hưởng đến sự xói mịn của
đất. Nhiều loại đất dưới bề mặt bị phơi nhiễm trên các vị trí bị xói mịn có xu
hướng dễ bị xói mịn hơn so với đất ban đầu là do cấu trúc kém hơn và chất
hữu cơ thấp hơn. Các mức dinh dưỡng thấp hơn thường liên quan đến lớp đất
dưới đất góp phần làm giảm năng suất cây trồng và độ che phủ của cây trồng
kém hơn, do đó cung cấp bảo vệ cây trồng ít hơn cho đất. (Jim Ritter, 2012)


11

1.1.3.5. Ảnh hưởng của con người đến xói mịn đất
Trong tự nhiên, có rất nhiều yếu tố tác động chính đến q trình xói mịn
của đất. Tuy nhiên, con người lại chính là một trong những nhân tố khiến q
trình đó diễn ra nhanh và mạnh mẽ hơn.

Xét về mặt tích cực, con người sử dụng đất vào mục đích sản xuất nơng
nghiệp góp phần suy giảm q trình xói mịn đất thơng qua các biện pháp
canh tác hợp lý như canh tác theo đường đồng mức, bón phân hợp lý cho cây
trồng, sử dụng các hình thức sản xuất nơng – lâm kết hợp,… Ngồi ra, con
người cũng ngày càng chú trọng đến việc giảm nhẹ mức độ xói mịn đất thơng
qua những nghiên cứu khoa học về đánh giá mức độ xói mịn và tìm ra giải
pháp khắc phục.
Song, xét về mặt tiêu cực, con người đã gây ra nhiều tác động tiêu cực
đối với mơi trường nói riêng và mơi trường đất nói chung như khai thác tài
nguyên đất bất hợp lý, lạm dụng sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón hóa học quá
mức, đặc biệt là tình trạng phá rừng để mở rộng đất sản xuất nông nghiệp hay
xây dựng cơ sở hạ tầng….
1.2. Nghiên cứu xói mịn đất trên thế giới
Đã từ lâu qua q trình chặt phá rừng, khai thác đất trồng trọt, người ta
đã phát hiện đất đồi núi rất nhanh chóng bị suy thối do hiện tượng đất bị xói
mịn, rửa trơi. Nghiên cứu của N. Hudson (1981) cho thấy vấn đề bảo vệ đất
và chống xói mịn đã được các nhà triết học cổ đại đề cập đến. Platon (427347 trước Công nguyên) đã nêu ra được mối quan liên quan giữa lũ lụt và xói
mịn đất với việc tàn phá rừng. Từ thế kỷ 18, các nhà khoa học bắt đầu xúc
tiến các cơng trình nghiên cứu về xói mịn và các biện pháp chống xói mịn
bảo vệ đất dốc. Các cơng trình của các tác giả phải kể đến như: phương trình
xói mịn đất của Horton (1945), phương trình mất đất của Musgave (1947),
phương trình phá hủy kết cấu hạt mưa của Ellison (1945); phương trình xói
mịn mặt của Dragoun (1962), Geoge Fleming (1981); phương trình mất đất


12

phổ dụng USLE của Wischmeier và Smith (1958); mơ hình mơ phỏng q
trình bồi lắng của Fleming và Fahmy (1973), mơ hình xói mịn đất dốc của
Foster và Meyer (1975); phương trình mất đất của M. Lafflen (1991); mơ

hình xói mịn đất châu Âu (EUROSEM); mơ hình WEPP của Phịng Nghiên
cứu Quốc gia về Xói mịn đất của Mỹ; mơ hình SWAT của tiến sĩ Jeff Arnold
ở Trung tâm Phục vụ Nghiên cứu Nông nghiệp, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ…
1.2.1. Các nghiên cứu xói mịn đất trên thế giới
Trong những năm qua, ngành khoa học – công nghệ ngày một phát triển
hơn và được ứng dụng rộng rãi vào các ngành khác. Trong đó ứng dụng cơng
nghệ GIS đối với vấn đề xói mịn đất và dự báo mức độ xói mịn đất trong
tương lai tại từng khu vực đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới nghiên
cứu và chứng minh.
Orhan Dengiz, Tugrul Yakupoglu and Oguz Baskan, đánh giá xói mịn
đất bằng hệ thống thơng tin địa lý (GIS) và điều khiển từ xa nghiên cứu cảm
biến (RS) từ lưu vực sông Ankara-Guvenc, Thổ Nhĩ Kỳ (Soil erosion
assessment using geographical information system (GIS) and remote sensing
(RS) study from Ankara-Guvenc Basin, Turkey). Theo phân loại sử dụng đất,
loại đất phổ biến nhất tại khu vực lưu vực sông Ankara-Guvenc, Thổ Nhĩ Kỳ
là đất hoang (50,5%), mưa (36,4%), đất rừng tuần (3,2%), đất tưới (0,7%) và
các vùng đất khác (đá cây trồng và hồ) (9,2%). Mỗi đặc tính đất đai cũng
được coi là một lớp chuyên đề trong quá trình hệ thống thông tin địa lý (GIS).
Sau khi kết hợp các lớp, bản đồ nguy cơ xói mịn đất được tạo ra. Kết quả cho
thấy 44,4% diện tích nghiên cứu có nguy cơ xói lở đất cao, trong khi 42%
diện tích nghiên cứu là không đáng kể và hơi dễ bị xói lở. Ngồi ra, nó đã
được tìm thấy rằng chỉ có 12,6% của tổng số khu vực có nguy cơ xói lở vừa
phải. Hơn nữa, các biện pháp quản lý đất đai bảo tồn cũng được đề xuất cho
các khu vực có nguy cơ xói lở vừa phải, cao và rất cao ở lưu vực sông
Ankara-Guvenc. (Orhan Dengiz, Tugrul Yakupogle and Oguz Baskan, 2009)


13

R.J.Patil, S.K.Sharma & S.Tignath, đánh giá xói mịn đất khu vực nông

nghiệp dựa trên công nghệ viễn thám và GIS (Remote Sensing and GIS based
soil erosion assessmentfrom an agricultural watershed). Trong nghiên cứu
này, lưu vực sông ShakkarRiver, lưu vực sông Narmada nằm ở các huyện
Narsinghpur và Chhindwara của Madhya Pradesh, Ấn Độ, đã được chọn.
Phương trình mất đất phổ quát (USLE) được tích hợp với phương pháp RS và
GIS được sử dụng để dự đốn sự phân bố khơng gian của sự xói mịn đất trên
cơ sở tế bào xảy ra trong khu vực nghiên cứu. Các bản đồ chuyên đề các yếu
tố USLE như hệ số lượng mưa (R), hệ số kháng xói của đất (K),
topographicfactor (LS), yếu tố quản lý cây trồng / che phủ (C), và yếu tố thực
hành bảo quản / hỗ trợ (P) được chuẩn bị bằng cách sử dụng dữ liệu lượng
mưa hàng năm, bản đồ đất , mơ hình độ cao kỹ thuật số (DEM) và chương
trình C ++ thực thi và hình ảnh vệ tinh của khu vực tương ứng trong môi
trường GIS. Tốc độ xói mịn đất hàng năm được ước tính trong 10 năm (19972006), và trong giai đoạn này, tốc độ mất trầm tích hàng năm từ nghiên cứu
đã thay đổi từ 6,45 đến 13,74 t / ha / năm với tốc độ trung bình hàng năm là
10,04 t / ha /năm. Tỷ lệ phần trăm giữa các giá trị mô phỏng và quan sát thay
đổi từ 2,68 đến 18,73% với hệ số xác định (R2) là 0,911. (R.J. Patil,
S.k.Sharma & S.Tignath, 2015)
Qing-feng ZHAN, GaLiWANGab, Fa-qiWUa, đánh giá xói mịn bằng
cơng nghệ GIS tại lưu vực sơng Nihe Gou (GIS-Based Assessment of Soil
Erosion at Nihe Gou Catchment). Bài báo đã thảo luận lý thuyết và phương
pháp đánh giá xói mịn đất và thiết lập một quy trình thực hiện theo các yếu tố
USLE kết hợp với các bản đồ giấy và DEM. Các yếu tố của USLE - R, K, S,
L, P và C đã được điều chỉnh theo khu vực thử nghiệm, lưu vực sông Nihe
Gou ở huyện Chunhua thuộc tỉnh Thiểm Tây, Trung Quốc. Sau đó, các tham
số của USLE được đánh giá riêng lẻ và sáp nhập để tính tốn lượng mất đất
trong các năm tương ứng, 1977 và 2003. Để lấy được tất cả các yếu tố cần


14


thiết, TIN được tạo ra từ một bản đồ đường viền giấy. Hơn nữa, các bản đồ
giấy chuyên đề và dữ liệu khí hậu đã hồn thành nguồn thơng tin để thực hiện.
Các phương pháp định lượng tích hợp với GIS đã được áp dụng trong quá
trình này. Việc xác minh kết quả được thực hiện so sánh tình hình thực tế tại
khu vực thử nghiệm với các bản đồ chuyên đề. Nó cho thấy các nguyên tắc và
phương pháp này là hợp lý và khả thi và có thể cung cấp cơ sở hoặc tham
chiếu cho các khu vực xa hơn của Cao nguyên Loess Trung Quốc. (Qing-feng
ZHAN, GaliWANGab, Fa-qiWUA, 2016)
Mali Vijay Kisan, Pathak Khanindra, Tiwari Kamlesh Narayan and
Tripathy Swarup Kumar, đánh giá xói mịn đất và rủi ro mất đất xung quanh
đỉnh đồi khu rừng Saranda, Jharkhand (Remote sensing and GIS based
assessment of soil erosion and soil loss risk around hill top surface mines
situated in Saranda Forest, Jharkhand). Phân tích định lượng xói mịn đất thay
đổi trong 7 năm do hoạt động khai thác ở hai ngọn đồi lân cận ở Quận WestSinghbhum, Jharkhand, được báo cáo. Dữ liu ca CartoSat-1, ETMỵ v
LISS-IV cung cp cỏc u vo khơng gian trong phương trình mất đất chung
(USLE) và Morgan, Morgan và Finney (MMF), được sử dụng để dự đoán sự
xói mịn đất trung bình hàng năm trong giai đoạn 2001 –2008 trong một hệ
thống thông tin địa lý (GIS), trong sáu lớp riêng biệt. Trong phân tích so sánh
của giai đoạn 7 năm, mơ hình MMF cho thấy hệ số biến thiên thấp hơn 0,71
(2001) và 0,84 (2008) trong dự đốn tổn thất đất trung bình hàng năm, tăng
16% (81,3–94,2 t ha1 năm), trong khi trong trường hợp USLE, các hệ số biến
thiên là 3,88 (2001) và 1,94 (2008), với mức tăng 61% (48,56–78,38 t ha1)
yr1). Hệ số tương quan của các mơ hình này là 0,1 (2001) và 0,36 (2008), cho
thấy cả hai mơ hình dự đốn khác nhau đáng kể do các yếu tố khác nhau được
xem xét. Nhìn chung, mơ hình MMF dự đốn tỷ lệ xói mịn đất cao hơn
nhưng ít biến động hơn USLE. Cả hai mơ hình cho thấy tỷ lệ xói mịn đất đã
tăng đáng kể bởi các hoạt động nhân loại trong khu vực, do đó cần xem xét


15


cẩn thận. Khơng thể duy trì cùng một cảm biến và dữ liệu hình ảnh. Sửa lỗi có
thể làm giảm xói mịn, nhưng nó vẫn sẽ vẫn cịn đáng kể cho việc lập kế
hoạch trong tương lai. (Mali Vijay Kisan, Pathak Khanindra, Tiwari Kamlesh
Narayan and Tripathy Swarup Kumar, 2016)
Filippo Catani, Minja Kukavicic, Caterina Paoli, sử dụng công nghệ GIS
và viễn thám đánh giá nguy cơ xói mịn đất trong cảnh quan Đảo Địa Trung
Hải (GIS and Remote Sensing Technologies for the Assessment of Soil
Erosion Hazard in the Mediterranean Island Landscapes). Nghiên cứu được
xây dựng nhằm phát triển một phương pháp dựa trên RS và GIS để đánh giá
một mơ hình đa thời gian để dự đoán và quản lý mất đất ở Naxos. Mơ hình
này, một phiên bản phân phối được sửa đổi của phương trình USLE, dựa trên
một tập các biến phụ thuộc vào độ che phủ đất, đặc điểm đất, thủy văn và
hình thái học. Các kỹ thuật viễn thám và khảo sát thực địa và đo lường, áp
dụng cho các giai đoạn khác nhau từ năm 1987 đến 2006, đã được sử dụng để
sản xuất đất, phủ đất, bản đồ địa hình và địa chất dựa trên GIS. Dữ liệu này đã
được sử dụng để đánh giá tiềm năng mất đất thông qua ứng dụng phân tán
dựa trên tế bào của phương trình USLE đã được sửa đổi bằng cách sử dụng
các công cụ GIS. Kết quả cho thấy đã có sự gia tăng đáng kể về tổn thất đất từ
năm 1987 đến thời điểm gần đây và kịch bản tương lai dự đoán một sự mất
mát hồn tồn có thể xảy ra ở đảo Naxos trong thế kỷ tiếp theo, trừ khi các
biện pháp đối phó được thực hiện. Nghiên cứu đã chứng minh rằng thực hành
bảo tồn đất đã bị suy thoái trong 30 năm qua chủ yếu do sự thay đổi sử dụng
đất rộng rãi và sự bỏ hoang nông nghiệp từ các cộng đồng nơng thơn đã thay
đổi hoạt động chính của họ đối với phát triển và khai thác du lịch. Filippo
Catani, Minja Kukavicic, Caterina Paoli, 2014)
1.2.2. Các phương pháp đánh giá xói mịn đất
Việc đánh giá xói mịn đất có thể được thực hiện bằng nhiều phương
pháp như:



16

a) Phương pháp phân loại phân vùng lãnh thổ theo mức độ xói mịn
− Phương pháp đánh giá xói mịn dùng đồng vị 137Cs
Nguyên tắc cơ bản của phương pháp 137Cs để đánh giá xói mịn đất dựa
trên đặc tính hóa học của Caesium. 137Cs là mơi trường do con người gây ra
hạt nhân phóng xạ, được phóng thích vào khí quyển bằng thử nghiệm vũ khí
hạt nhân vào những năm 1950 và những năm 1960, theo đó các hạt nhân
phóng xạ lan sang tầng bình lưu và dần dần xuống mặt đất. Ngồi ra, các cuộc
thí nghiệm tại những khu vực nhỏ hơn là tại các khu vực xảy ra các vụ tai nạn
nhà máy điện hạt nhân (chẳng hạn như Chernobyl và Fukushima-Daiichi Tai
nạn). Khi 137C tiếp xúc với vật liệu đất, nó liên kết chắc chắn với chất keo
đất và thường không được chuyển giao bởi các q trình như lọc hoặc hấp thụ
thực vật. Nó có thể di chuyển chỉ cùng với các hạt đất và điều này có nghĩa là
bất kỳ thay đổi trong 137Cs chỉ ra sự xuất hiện của các quá trình phân phối lại
đất bằng các tác nhân vật lý (ví dụ: đất xói mịn).
Để giải thích thành cơng phương pháp 137Cs, lựa chọn đúng vị trí tham
chiếu quan trọng. Việc lấy mẫu 137Cs phải bắt đầu bằng việc lấy mẫu tăng
dần theo chiều sâu để xác định sự phân bố độ sâu của ô nhiễm 137Cs; lõi số
lượng lớn tiếp theo mẫu sau đó nên được thu thập sau khi thiết kế lưới hoặc
nhiều mặt cắt.
Việc phân tích hàm lượng 137Cs trong đất được thực hiện bằng phương
pháp quang phổ gamma. 137C có thể dễ dàng đo bằng quang phổ gamma vì
nó cung cấp một đỉnh cực mạnh (ở 662 keV năng lượng) có thể nhận dạng tốt
trong phổ năng lượng tia gamma. Sau dữ liệu thu thập (hàng tồn kho 137Cs
và tốc độ xói mịn đất được tính tốn), xử lý dữ liệu và giải thích dữ liệu sau.
Dữ liệu thu được có thể được sử dụng cho các mục đích khác nhau, chẳng hạn
như đặc trưng cho sự xói mịn trên một loạt các mơi trường hoặc sử dụng đất;
ước tính tác động của quản lý đất đai và ln canh cây trồng đối với xói mịn

đất; và đánh giá hiệu quả của các biện pháp bảo tồn đất cụ thể. Ấn phẩm này


17

mơ tả các bước trên, bao gồm giải thích dữ liệu. Nó cũng mơ tả việc sử dụng
137Cs kết hợp với mơ hình xói mịn. Dữ liệu xói mịn có nguồn gốc 137Cs rất
tiềm năng như một công cụ để xác nhận các mơ hình xói mịn. (FAO, 2017)
b) Phương pháp mơ hình hóa
Trong những thập niên gần đây phương pháp mơ hình hóa được ứng
dụng nhiều cho việc đánh giá xói mịn đất. Các mơ hình có thể là mơ hình
kinh nghiệm hay lý thuyết. Thơng qua mơ hình ta có thể diễn tả q trình xói
mịn đất, tính tốn, dự báo lượng đất xói mịn. Từ đó đánh giá được tiềm năng
và thực trạng xói mịn. Phương pháp này đã phần nào lượng hóa được vai trị
của các yếu tố ảnh hưởng đến xói mịn. Ưu điểm lớn nhất của phương pháp
này đó là cho phép ứng dụng cơng nghệ thơng tin vào q trình tính tốn,
đánh giá xói mịn dựa vào các cơ sở dữ liệu sẵn có.
1.2.3. Một số mơ hình đánh giá xói mịn đất
* Mơ hình USLE
Mơ hình USLE là mơ hình được sử dụng rộng rãi trong việc tính tốn xói
mịn cho đất trồng trên sườn dốc. Được xây dựng và hoàn thiện bởi đồng tác
giả Wischmeier và Smith vào năm 1978. Hiện nay, người ta đã sử dụng mơ
hình USLE để tính tốn, dự báo lượng đất mất đi do xói mịn. Trong mơ hình
lượng đất xói mịn hàng năm được tính toán dựa trên cơ sở đánh giá sự ảnh
hưởng của các yếu tố: mưa, khả năng kháng xói mịn của đất, chiều dài sườn
dốc và độ dốc sườn cũng như thông số về lớp phủ thực vật (giai đoạn phát
triển cây trồng, loại cây trồng, độ phủ thực vật) và phương pháp canh tác đất.
Việc xác lập, định lượng các yếu tố xói mịn trong mơ hình hết sức quan
trọng, bởi qua các yếu tố này mơ hình sẽ ước lượng được tiềm năng và hiện
trạng xói mịn. Nếu một trong các yếu tố của mơ hình thay đổi thì sẽ làm thay

đổi kết quả của mơ hình. Đây là một mơ hình đơn giản, kết quả khá chính xác,
đã được sử dụng rộng rãi.
Mơ hình USLE được thể hiện thơng qua phương trình: