TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MƠI TRƢỜNG
--------------------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ẢNH HƢỞNG CỦA VẬT LIỆU CHE PHỦ ĐẾN QUÁTRÌNH
PHÁT SINH DÕNG CHẢY VÀ LƢỢNG ĐẤT XĨI MÕN
TRONG QUY MƠ THÍ NGHIỆM

Ngành

: Quản lý tài ngun thiên nhiên (C)

Mã số

: 310

Giáo viên hƣớng dẫn : TS. Bùi Xuân Dũng
Sinh viên thực hiện

: Tạ Thị Diệu Linh

Lớp

: 56B – QLTNTN

Khóa học

: 2011 - 2015

Hà Nội – 2015

LỜI CẢM ƠN

Đƣợc sự đồng ý của Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Khoa Quản lý tài
nguyên rừng và Môi trƣờng. Tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài “ảnh hƣởng
của vật liệu che phủ đến q trình phát sinh dịng chảy và lƣợng đất xói
mịn trong quy mơ thí nghiệm”.
Nhân dịp hồn thành chun đề, tơi xin gửi lời cảm ơn tới Ban Giám hiệu
Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, các thầy cô giáo trong Khoa Quản lý tài nguyên
rừng và Mơi trƣờng và các thầy cơ trên phịng thực hành bộ môn đã tạo điều
kiện và giúp đỡ tôi thực hiện đề tài. Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc
tới thầy giáo TS. Bùi Xuân Dũng, ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn, chỉ bảo và giúp
đỡ tơi trong suốt q trình xây dựng đề cƣơng, nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến bạn bè và gia đình
đã ủng hộ và giúp đỡ trong quá trình nghiên cứu. Đó là nguồn cổ vũ lớn lao đối
với tôi.
Mặc dù đã nỗ lực làm việc, nhƣng do thời gian thực hiện đề tài còn nhiều
hạn chế, khối lƣợng nghiên cứu lớn nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót
nhất định. Tơi rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến xây dựng của q thầy
cơ, các nhà khoa học, bạn bè để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Xuân Mai, ngày 12 tháng 5 năm 2015
Sinh viên nghiên cứu

Tạ Thị Diệu Linh

i



TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

1. Tên khóa luận: Ảnh hƣởng của vật liệu che phủ đến quá trình phát sinh
dịng chảy và lƣợng đất xói mịn trong quy mơ thí nghiệm
2. Giáo viên hƣớng dẫn: TS. Bùi Xuân Dũng
3. Sinh viên thực hiện: Tạ Thị Diệu Linh
4. Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá đặc điểm phát sinh dòng chảy mặt và lƣợng đất xói mịn của các
đối tƣợng nghiên cứu có vật liệu che phủ khác nhau.
Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu sự phát sinh dịng chảy
mặt và xói mịn đất.
5. Nơi dung nghiên cứu
Để thực hiện đƣợc các mục tiêu đề ra, đề tài tiến hành những nội dung
nghiên cứu sau:
- Nghiên cứu đặc điểm phát sinh dòng chảy mặt của các đối tƣợng có vật
liệu che phủ khác nhau.
- Xác định lƣợng đất xói mịn của các đối tƣợng nghiên cứu và đánh giá
khả năng bảo vệ đất của từng loại.
- Dựa vào kết quả nghiên cứu của đề tài đề xuất một số giải pháp nhằm
nâng cao hiệu quả bảo vệ đất chống xói mịn.
6. Những kết quả đạt đƣợc
- Dịng chảy mặt của các đối tƣợng dao động từ: (3,67 – 30,6mm) đất
trống; (2,8 – 29,23mm) đất có lƣới cƣớc; (0,87 – 15,3mm) đất có thảm khơ;
(0,37 – 13,06) đất có thảm cỏ. Dòng chảy mặt tỷ lệ thuận với lƣợng mƣa và có
mối quan hệ chặt với nhau, lƣợng mƣa càng lớn thì dóng chảy mặt càng lớn và
ngƣợc lại. Trong 4 đối tƣợng nghiên thì thảm cỏ có dịng chảy mặt nhỏ nhất và
đất trống có dịng chảy mặt lớn nhất. Thời gian xuất hiện dòng chảy mặt tỷ lệ
nghịch với lƣợng mƣa và chỉ số API2. Thảm cỏ là đối tƣợng có thời gian xuất
hiện dịng chảy mặt muộn nhất và lƣới che có thời gian xuất hiện sớm nhất
ii



- Lƣợng đất xói mịn của các đối tƣợng nghiên cứu dao động từ:

(0,96 –

14,31g) đất trống; (0,84 – 3,4g) đất có lƣới cƣớc che phủ; (0,8 – 1,21g) đất có
thảm khơ; (0,77 – 1,06g) đất có thảm cỏ. Lƣợng đất xói mịn tỷ lệ thuận với
lƣợng mƣa và có mối quan hệ chặt với nhau. Đất có thảm cỏ bảo vệ đất tốt nhất
và đất trống là đối tƣợng gây xói mịn lớn nhất. Ngồi ra lƣợng đất xói mịn tỷ
lệ thuận với dịng chảy mặt và có mối quan hệ chặt với nhau.
- Một số giải pháp đƣợc đề xuất nhằm tăng độ che phủ và tính thấm, hạn
chế sự tiếp xúc trực tiếp của hạt mƣa tới mặt đất.
Xuân Mai, ngày 12 tháng 5 năm 2015
Sinh viên

Tạ Thị Diệu Linh

iii


MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i
MỤC LỤC ............................................................................................................ iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG.................................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................. viii
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ .............................................................................. ix
ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU....................................... 3
1.1. Trên thế giới ................................................................................................... 3
1.1.1. Nghiên cứu dịng chảy mặt ......................................................................... 3
1.1.2. Nghiên cứu xói mịn .................................................................................... 4
1.2. Việt Nam ........................................................................................................ 6
1.2.1. Nghiên cứu dòng chảy mặt ......................................................................... 7
1.2.2. Nghiên cứu xói mịn đất .............................................................................. 8
CHƢƠNG 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU .................................................................................................... 13
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 13
2.1.1. Mục tiêu chung .......................................................................................... 13
2.1.2. Mục tiêu cụ thể .......................................................................................... 13
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu................................................................................... 13
2.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 13
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 13
2.4.1. Điều tra ngoại nghiệp ................................................................................ 13
2.4.2. Kế thừa tài liệu .......................................................................................... 23
2.4.3. Xử lý và phân tích số liệu ......................................................................... 23
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................ 24
3.1. Đặc điểm phát sinh dịng chảy mặt từ các đối tƣợng có vật liệu che phủ
khác nhau............................................................................................................. 24
3.2. Lƣợng đất xói mịn từ các đối tƣợng che phủ sau mỗi trận mƣa ................. 33
3.3. Đề xuất một số giải pháp hạn chế phát sinh dịng chảy mặt và xói mịn ..... 38
3.3.1. Cơ sở đề xuất giải pháp ............................................................................. 38
3.3.2. Đề xuất một số giải pháp hạn chế dịng chảy mặt và xói mòn đất............ 39
iv


CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ .......................................... 40
4.1. Kết luận ........................................................................................................ 40

4.2. Tồn tại........................................................................................................... 41
4.3. Kiến nghị ...................................................................................................... 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 42

v


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Tx

: Thời gian xuất hiện dịng chảy mặt.

API2 : Chỉ số mƣa trƣớc đó 2 ngày.
TM

: Trận mƣa

Mx

: Lƣợng đất xói mịn (g)

ĐT

: Đất trống

LC

: Đất có lƣới che phủ


TK

: Đất có thảm khơ

TC

: Đất có thảm cỏ

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Lƣợng nƣớc bề mặt của các đối tƣợng sau mỗi trận mƣa ................. 24
Bảng 3.2. Thời gian xuất hiện dòng chảy mặt của các đối tƣợng ....................... 29
Bảng 3.3. Lƣợng đất xói mịn của các đối tƣợng sau mỗi trận mƣa ................... 33
Bảng 3.4. Lƣợng đất xói mịn và dịng chảy mặt của các đối tƣợng nghiên cứu 36
Bảng 3.5. Giá trị trung bình của các nhân tố nghiên cứu.................................... 38

vii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Đất trồng cỏ (Thùng 1)........................................................................ 15
Hình 2.2. Đất có thảm khơ (Thùng 2) ................................................................. 15
Hình 2.3. Đất trống (Thùng 3) ............................................................................ 16
Hình 2.4. Đất có lƣới cƣớc che phủ (Thùng 4) ................................................... 16
Hình 2.5. Khu vực đặt thí nghiệm ....................................................................... 17
Hình 2.6. Cách bố trí tạo mƣa cho thí nghiệm. ................................................... 17
Hình 2.7. Dụng cụ thí nghiệm ............................................................................. 18
Hình 2.8. Lƣợng nƣớc bề mặt sau trận mƣa ngày 16/4/2015 với lƣợng mƣa

19,05mm/trận ...................................................................................................... 19
Hình 2.9. Quan sát thời gian xuất hiện dòng chảy mặt của các đối tƣợng nghiên
cứu ....................................................................................................................... 20
Hình 2.10. Lọc đất và sấy đất trên phịng thí nghiệm ......................................... 22
Hình 2.11. Cân đất............................................................................................... 22

viii


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1. Phản ứng của dòng chảy mặt với lƣợng mƣa ................................. 25
Biểu đồ 3.2. Tƣơng quan giữa lƣợng mƣa và dòng chảy mặt............................. 27
Biểu đồ 3.3. Mối quan hệ giữa dòng chảy mặt và API2 ..................................... 28
Biểu đồ 3.4. Phản ứng của thời gian xuất hiện dòng chảy mặt với mỗi trận mƣa .... 30
Biểu đồ 3.5. Tƣơng quan giữa lƣợng mƣa và thời gian xuất hiện dòng chảy mặt ...... 31
Biểu đồ 3.6. Mối quan hệ giữa thời gian xuất hiện dòng chảy mặt với API2 .... 32
Biểu đồ 3.7. Phản ứng của lƣợng đất xói mịn với các trận mƣa ở các điều kiện
che phủ khác nhau ............................................................................................... 34
Biểu đồ 3.8. Mối tƣơng quan giữa lƣợng mƣa với lƣợng đất xói mịn ............... 35
Biểu đồ 3.9. Mối quan hệ giữa lƣợng đất xói mịn và dịng chảy mặt ................ 37

ix


ĐẶT VẤN ĐỀ
Xói mịn là hiện tƣợng bào mịn lớp đất bề mặt, làm mất lớp mùn và
chất dinh dƣỡng của đất, gây ảnh hƣởng lớn tới đời sống sản xuất nông – lâm
nghiệp của con ngƣời. Hiện nay, hiện tƣợng xói mịn đất ngày một tăng lên
trong khi quỹ đất canh tác là hữu hạn và dân số ngày càng tăng lên. Theo các
nghiên cứu của FAO – UNEP hàng năm có từ 5 – 7 triệu ha đất mất khả năng

sản xuất do xói mịn đất. Những ngun nhân gây nên xói mịn nhƣ: canh tác
lạc hậu, đốt nƣơng làm rẫy, lũ qt,…
Thơng thƣờng xói mịn xảy ra khi có sự xuất hiện dịng chảy mặt.
cƣờng độ mƣa lớn hơn tốc độ thấm của đất. Khi đó dịng chảy mặt bắt đầu
xuất hiện và cuốn theo lớp đất bề mặt. Vì vậy sự phát sinh dịng chảy mặt
đƣợc xem là nhân tố quan trọng quyết định sự mức độ xói mịn có thể xảy ra.
Để bảo vệ đất chống xói mịn cần phải có những biện pháp nhằm giảm thiểu
nguy cơ xuất hiện dòng chảy mặt. Một trong những biện pháp để giảm thiểu
đó chính là tăng cƣờng che phủ bề mặt đất nhằm giảm tác động bắn phá trực
tiếp từ hạt mƣa (pha bắn phá) và giảm thiểu tác động cuốn trơi của dịng chảy
mặt (pha cuốn trôi). Trong tự nhiên thảm thực vật thƣờng đƣợc xem là giải
pháp hữu hiệu nhất. Tuy nhiên trong nhiều điều kiện nhân tạo chúng ta cần
tìm thêm những vật liệu có thể thay thế và dễ áp dụng trong điều kiện thực tế.
Thí nghiệm nhằm tìm ra những giải pháp thích hợp là một hƣớng đi quan
trọng.
Những nghiên cứu về dịng chảy mặt và xói mịn đất đƣợc thực hiện
bởi rất nhiều các nhà khoa học cả trong và ngoài nƣớc. Theo nghiên cứu
Nguyễn Văn Dũng và Trần Đức Viên (2003) và nhiều tác giả khác [2] đã
khẳng định: lƣợng đất mất do xói mịn tỷ lệ thuận với lƣợng mƣa và cƣờng độ
mƣa. Trong cùng một khu vực nghiên cứu trận có lƣợng mƣa lớn và cƣờng độ
lớn thì lƣợng đất xói mịn lớn và ngƣợc lại. Một nghiên cứu khác của Nguyễn
Thế Đặng (2006) [18], dòng chảy mặt và lƣợng đất xói mịn tỷ lệ thuận và có
quan hệ chặt với độ dốc, theo định luật Ery thì khi độ dốc tăng lên 2 lần, tốc
1


độ dịng chảy tăng 4 lần và xói mịn tăng 64 lần. Ngồi ra ơng cũng chỉ ra
mƣa càng to và tập trung, đất có khả năng thấm thấp thì dòng chảy sẽ càng
mạnh. Một trận mƣa to và tập trung, đất có khả năng thấm thấp thì dịng chảy
mặt sẽ càng mạnh. Với một trận mƣa tập trung có lƣu lƣợng lớn hơn hoặc

bằng 10mm đã gây ra dòng chảy mặt và tất yếu sẽ gây ra xói mịn. Lƣợng đất
xói mịn nhiều hay ít cịn phụ thuộc bề mặt đất có che phủ hay khơng.
Những nghiên cứu trên đều thực hiện ở ngoài thực địa nên các điều
kiện về loại đất, độ dốc, độ ẩm đất không đồng nhất nên khi đƣa ra kết quả
vẫn có sự sai lệch, có khi phản ánh khơng chính xác q trình phát sinh dịng
chảy và lƣợng đất xói mịn. Chính vì vậy để đồng nhất các điều kiện có ảnh
hƣởng tới q trình phát sinh dịng chảy mặt và lƣợng đất xói mịn khi kiểm
tra ảnh hƣởng của bề mặt che phủ tôi tiến hành nghiên cứu chủ đề: “Ảnh
hưởng của vật liệu che phủ đến q trình phát sinh dịng chảy và lượng đất
xói mịn trong quy mơ thí nghiệm”.

2


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Trong những thập kỷ gần đây, dân số tăng nhanh nên nhu cầu về đất ở,
lƣơng thực, thực phẩm và lâm sản ngày càng tăng. Ngoài ra việc khai thác
rừng bừa bãi chƣa đƣợc quản lý chặt chẽ đã dẫn tới việc môi trƣờng sống bị
tàn phá đặc biệt là tài nguyên đất và tài nguyên nƣớc. Giữa thế kỷ XVlll,
nhiều diện tích rừng đã bị chặt bỏ để canh tác nông nghiệp. Từ đó đất bị xói
mịn nhiều, chính dinh dƣỡng trong đất giảm đi đáng kể khiến năng suất cây
trồng giảm và nhiều nơi đất bạc màu bị bỏ hoang dẫn tới hiện tƣợng sa mạc
hóa. Đứng trƣớc thực tế này đã thúc đẩy các nhà khoa học nghiên cứu về đất,
xói mịn đất và các biện pháp hạn chế xói mòn, bảo vệ đất băng các biện pháp
nhƣ: trồng rừng, nghiên cứu vật liệu che phủ đất,....
1.1. Trên thế giới
1.1.1. Nghiên cứu dịng chảy mặt
Nghiên cứu dịng chảy mặt chính là nghiên cứu về thủy văn rừng. Các
nghiên cứu về thủy văn rừng đã đƣợc đề cập tới từ rất lâu tuy nhiên tới năm
1930 trở lại đây có những nghiên cứu định lƣợng cụ thể thì những nghiên cứu

này mới mang lại ý nghĩa rõ rệt. Dòng chảy mặt đất là thành phần quan trọng
của tuần hoàn nƣớc trong hệ sinh thái rừng, phản ánh tốt nhất khả năng giữ
nƣớc của rừng. Nhìn chung đất rừng tự nhiên có khả năng thấm nƣớc cao và ít
xuất hiện dịng chảy mặt (douglass, 1977; Pritchett, 1979). Mặt khác khi rừng
bị chặt hạ trở nên thƣa thớt và độ dốc mặt đất lớn có thể tạo ra nhiều lƣợng
nƣớc chảy bề mặt hơn (Ruxton B P, 1967; Imeson A C và Vis, 1982) [7].
Năm 2006 tại Châu Phi, J.O.Owino, S.F.O.wido, M.C.Chemelil đã tiến hành
thí nghiệm đánh giá về khả năng hạn chế dòng chảy mặt và mất đất thịt nhẹ
bằng cỏ Hƣơng Bài và cỏ voi. Kết quả cho thấy dòng chảy mặt trên đất có cỏ
Hƣơng bài và cỏ Voi giảm tƣơng ứng là 54% và 12%. Tuy nhiên phần lớn
các kết luận đã nghiên cứu chƣa đƣợc định lƣợng chính xác và chƣa đƣợc
khái quát thành quy luật[20].

3


Bằng phƣơng pháp tạo mƣa nhân tạo, nhóm tác giả Tao Liang, Hao
Wang, Hsiang-te Kung và Chao-sheng Zhang khi nghiên cứu ảnh hƣởng của
5 loại hình sử dụng đất (rừng tre, vƣờn trồng dâu tằm, rừng thông, mảnh đất
trồng rau và ruộng lúa) đến sự mất đi các chất dinh dƣỡng tại phía tây lƣu vực
Tiaoxi – Trung Quốc (2004) đã đƣa ra kết luận nhƣ sau: Với cƣờng độ mƣa
2mm/phút thì sau 10 phút dịng chảy mặt bắt đầu xuất hiện trên đất trồng rau,
cịn với 4 loại hình sử dụng đất cịn lại thời gian trung bình để xuất hiện dòng
chảy mặt cần 2,5 đến 5 phút [20].
1.1.2. Nghiên cứu xói mịn
Xói mịn đất đƣợc nghiên cứu từ rất sớm, nhà triết học cổ đại Platon đã
nêu ra mối liên hệ giữa lũ lụt và xói mịn đất với việc tàn phá rừng. Đến thế
kỷ XIX, xói mịn đất đƣợc nghiên cứu rộng rãi, cơng trình nghiên cứu đầu
tiên về xói mịn đất và dịng chảy đƣợc thực hiện bởi nhà bác học Volni ngƣời
Đức trong thời kì 1877 – 1885[7]. Những ơ thí nghiệm đƣợc sử dụng để

nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiều nhân tố nhƣ thực bì, lƣợng mƣa tới dịng
chảy và xói mịn đất. Tuy nhiên phần lớn các kết luận chƣa rõ ràng. Bằng các
thí nghiệm trong phịng, Ellsion cho thấy các loại đất khác nhau có biểu hiện
khác nhau trong các pha của xói mịn đất do nƣớc. Ellsion là ngƣời đầu tiên
phát hiện ra vai trò của lớp phủ thực vật với xói mịn đất[7] và từ đó đã mở ra
phƣơng hƣớng bảo vệ đất bằng thảm thực vật.
Một số kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng: nếu chiều dài sƣờn dốc tăng
lên hai lần thì lƣợng đất xói mịn cũng tăng xấp xỉ hai lần (đối với đất sản xuất
lâm nghiệp) và tăng lên gần ba lần trên đất trồng cà phê. Trong điều kiện
nhiệt đới ảnh hƣởng của chiều dài sƣờn dốc cũng rõ nét hơn so với các nƣớc
ôn đới (Hudson, 1981).
Năm 1958 Wishchmeier và Smith đã đƣa ra phƣơng trình mất đất phổ
dụng, các yếu tố gây xói mịn đất có 7 yếu tố chính và đƣợc biểu thị bằng
phƣơng trình tổng quát [25]:
A= R.K.LS.C.P
4


Trong đó: A: Lƣợng đất xói mịn (tấn/acre/năm)
R: Hệ số xói mịn do mƣa (phút – tấn/ acre)
K: Hệ số xói mịn của đất
LS: Hệ số xói mịn do độ dốc và chiều dài dốc
C: Hệ số xói mịn do lớp phủ thực vật
P: Hệ số bảo vệ đất do hoạt động canh tác
Phƣơng trình mất đất đã làm sáng tỏ vai trị của từng nhân tố ảnh hƣởng tới
xói mịn. Nó cịn có tác dụng định hƣớng cho nhiều nghiên cứu nhằm xác
định quy luật xói mịn và nghiên cứu các mơ hình canh tác bền vững ở các
khu vực có điều kiện kinh tế khác nhau. Tuy nhiên do điều kiện về địa lý, loại
đất và tập quán canh tác ở mỗi khu vực là khác nhau vì vậy muốn áp dụng
đƣợc phƣơng trình này cần nghiên cứu sâu về điều kiện địa lý, loại đất và tập

quán canh tác phù hợp. (Phạm Văn Điển, 2006)
Nhiều đề tài nghiên cứu mối quan hệ giữa lƣợng đất xói mịn với độ
dốc mặt đất và chiều dài sƣờn dốc. Theo Sing V.A (Võ Đại Hải, 1996)[9], độ
dốc quyết định thế năng của hạt đất và phát sinh dòng chảy bề mặt, do vậy nó
là yếu tố quyết định đến lƣợng đất xói mịn. Năng lƣợng gây xói mịn của
dịng chảy bề mặt gia tăng khi độ dốc tăng lên. Ông đã đƣa ra công thức biểu
thị mối liên hệ giữa xói mịn đất và chiều dài sƣờn dốc nhƣ sau:
n

M= C.L
Trong đó: - M là lƣợng đất xói mịn
- C là hằng số
- L là chiều dài sƣờn dốc
- n là số mũ

Theo Sing V.A và Musgave sự phụ thuộc giữa xói mịn đất và độ dốc đƣợc
thể hiện bằng hàm tốn sau:
a

M= S

Trong đó: - M là lƣợng đất xói mịn (tấn/ acre)

5


- S là độ dốc (tính theo %)
- a là số mũ của phƣơng trình
Hƣớng nghiên cứu mới phổ biến trong nghiên cứu xói mịn đất và dịng
chảy mặt ở Mỹ và Canada là phƣơng pháp tái tạo mƣa. Bằng những thí

nghiệm trong phịng hoặc ngồi thực địa, các tác giả đã xác lập những ơ thí
nghiệm có diện tích khác nhau để nghiên cứu xói mịn và tìm ra những quy
luật diễn biến xói mịn cũng nhƣ xác định dƣợc tƣơng đối chính xác ảnh
hƣởng của các nhân tố: thực vật, độ che phủ, loại đất,... (Nguyễn Văn Khiết,
2009)[13].
1.2. Việt Nam
Nƣớc ta nằm trong đới khí hậu nhiệt đới ẩm và có lƣợng mƣa tƣơng đối
lớn (800 – 2000 mm). Tuy nhiên, lƣợng mƣa lại phân bố không đều giữa các
tháng mà tập trung vào các tháng từ tháng 5 – tháng 10, chính vì vậy những
cơn mƣa với cƣờng độ lớn đã làm xói mịn và sạt lở đất ở những khu vực có
độ dốc cao. Mặt khác, do nạn khai thác rừng và phá nƣơng làm rẫy bừa bãi
của ngƣời dân làm mất đi độ che phủ lớn và tạo ra những khoảng đất trống và
trai lì bề mặt nên hiện tƣợng xói mịn và thối hóa ngày càng nghiêm trọng.
Theo số liệu điều tra hiện trạng sử dụng đất (2008), Việt Nam có
khoảng 25 triệu ha nên nguy cơ xảy ra xói mịn đất là rất lớn. Quan trắc ở 14
khu vực thuộc: Phú Thọ, Bắc Cạn, Thái Nguyên, Đăk Lăk cho thấy tỉ lệ mất
đất tới 1 – 2%/ năm. Kết quả nghiên cứu về xói mịn đất của hội Khoa học đất
Việt Nam ở huyện Quỳnh Nhai – Sơn La cho ƣớc tính lƣợng đất mất hàng
năm lên tới 800 nghìn tấn thiệt hại gần 15 tỷ đồng. Không những thế số liệu
nghiên cứu cho thấy 50% đất tự nhiên bị xói mịn (3,2 triệu ha đất đồng bằng,
13 triệu ha đất đồi núi). Có nhiều đề tài nghiên cứu về q trình phát sinh
dịng chảy mặt, xói mịn đất và mối quan hệ của các yếu tố nhƣ độ dốc, thảm
thực vật, rừng với xói mịn và phát sinh dịng chảy.

6


1.2.1. Nghiên cứu dòng chảy mặt
Những nghiên cứu về dòng chảy mặt ở Việt Nam còn khá mới mẻ và
thƣờng gắn liền với xói mịn đất. Cơng trình nghiên cứu về rừng với tác dụng

dòng chảy đƣợc thực hiện bởi các tác giả Vũ Văn Tuấn (1993), Vũ Văn Tuấn
và Phạm Thị Lan Hƣơng (1998) đã chỉ ra rằng: với khả năng tiêu thụ một
lƣợng nƣớc rất lớn của cây rừng, đã góp phần làm giảm thiểu xói mịn và
dịng chảy. Bên cạnh đó đất rừng cũng là một nhân tố ảnh hƣởng rõ nét đến
dòng chảy mặt. Sự khác nhau về tính chất, chủ yếu là tính chất vật lý của các
loại đất sẽ ảnh hƣởng trực tiếp đến xói mịn đất và q trình phát sinh dịng
chảy. Theo Đỗ Đình Sâm, Ngơ Đình Quế và Vũ Tấn Phƣơng, 2002 (Phạm
Văn Điển, 2006) chỉ ra: lƣu lƣợng dòng chảy tại nơi có rừng thấp hơn từ 2,5
đến 2,7 lần so với khu vực canh tác nông nghiệp, rừng tự nhiên có tác dụng
tốt hơn rừng trồng trong việc giảm dòng chảy mặt.
Mối liên hệ giữa dòng chảy mặt và lƣợng mƣa đƣợc Võ Đại Hải (2006)
biểu thị dƣới dạng phƣơng trình sau:

Log(y) = a + bLog(x)
Trong đó: y là dòng chảy mặt
x là lƣợng mƣa
Tác giả khẳng định vai trò đặc biệt quan trọng của lớp phủ thảm tƣơi, cây bụi
trong việc làm giảm dịng chảy mặt và xói mòn. Kết quả nghiên cứu cho thấy
rằng: khi chiều dài sƣờn dốc tăng lên 2 lần thì dịng chảy mặt tăng lên 58,1
lần; nếu giảm độ tàn che từ 0,7 – 0,8 xuống 0,3 – 0,4 thì dịng chảy mặt tăng
30,4% ( đối với rừng tự nhiên).
Nghiên cứu của Phạm Văn Điển (1998) nghiên cứu về đặc điểm thủy
văn của một số thảm thực vật rừng làm cơ sở cho việc xây dựng tiêu chuẩn
rừng giữ nƣớc – vùng xung yếu hồ thủy điện Hịa Bình đã phát hiện lƣợng
dịng chảy bề mặt khơng chỉ có mối liên hệ chặt với các nhân tố: độ dốc, độ
xốp, độ che phủ cây bụi thảm tƣơi mà còn phụ thuộc vào độ tàn che tầng cây
7


cao. Trung bình tỷ lệ dịng chảy mặt chiếm 51,83% lƣợng mƣa, cao nhất ở

khu vực đất trống và thấp nhất ở rừng keo tai tƣợng.
Phùng văn Khoa (1997) [15] nghiên cứu đặc điểm thủy văn rừng thông
đuôi ngựa tại núi Luốt – Xuân Mai cho chỉ ra rằng: lƣợng dòng chảy mặt đất
chiếm từ 3 – 5% tổng lƣợng mƣa và phụ thuộc chặt chẽ với chỉ tiêu tổng hợp
của 3 nhân tố là độ dốc, độ xốp và độ che phủ của cây bụi thảm tƣơi. Theo tác
giả, tiêu chuẩn rừng giữ nƣớc là trị số của độ che phủ lớp cây bụi thảm tƣơi
mà tại đó lƣợng nƣớc chảy bề mặt đạt mức tối thiểu. Tuy nhiên, do phạm vi
nghiên cứu hẹp và đối tƣợng nghiên cứu là rừng trồng thơng đi ngựa thuần
lồi đều tuổi (14 – 15 tuổi) nên cơng trình chỉ mang tính thử nghiệm về
phƣơng pháp nghiên cứu.
Theo nghiên cứu của Bùi Xuân Dũng và cộng sự [3] về dòng chảy tại
núi Luốt – trƣờng đại học Lâm nghiệp cho biết với những lƣợng mƣa lớn
tƣơng ứng có đƣợc dịng chảy lớn. Cụ thể trận mƣa lớn nhất lên đến 400mm,
trong khi trận mƣa nhỏ nhất là 14mm có dịng chảy tƣơng ứng là 346mm và
0,02mm. Hệ số dòng chảy lƣu vực dao động từ 0,1 đến 97%. Điều này chỉ ra
rằng ở những lƣu vực có quy mơ nhỏ, dịng chảy theo mùa thì hầu hết lƣợng
mƣa đều chuyển thành dịng chảy lƣu vực.
1.2.2. Nghiên cứu xói mịn đất
Ở Việt Nam, các cơng trình nghiên cứu về xói mịn thƣờng đƣợc thực
hiện theo các mảng khác nhau. Nhƣ nghiên cứu những nhân tố có ảnh hƣởng
tới xói mịn nhƣ: độ dốc, độ xốp và chiều dài sƣờn dốc, thảm thực vật, loài
cây, lƣợng mƣa, cƣờng độ mƣa; nghiên cứu xói mịn để đề xuất tiêu chuẩn
thảm thực vật rừng phòng hộ nguồn nƣớc; nghiên cứu xói mịn phục vụ cho
sản xuất Nơng – lâm nghiệp, ...
Một số nghiên cứu về những nhân tố ảnh hƣởng tới xói mịn nhƣ:
Nghiên cứu của Nguyễn Văn Dũng và Trần Đức Viên (2003) và nhiều tác
giả khác [2] đã khẳng định: lƣợng đất mất do xói mòn tỷ lệ thuận với lƣợng
mƣa, cƣờng độ mƣa. Trong khu vực nghiên cứu có các trận mƣa lớn nhỏ khác
8



nhau, những trận mƣa có lƣợng mƣa bằng nhau nhƣng cƣờng độ mƣa khác
nhau thì trận có cƣờng độ mƣa lớn hơn thì lƣợng đất xói mịn nhiều hơn. Vì
khi cƣờng độ mƣa lớn, lƣợng nƣớc thấm vào đất giảm sẽ làm tăng dịng chảy
mặt khi đó lƣợng đất xói mòn nhiều hơn.
Theo nghiên cứu của Võ Đại Hải (1996) [9] chỉ ra rằng: cùng với một điều
kiện là rừng tự nhiên 3 tầng, độ tàn che 0,7 – 0,8 với độ dốc 10⁰ thì lƣợng đất
xói mịn là 0,84 tấn/ha; với độ dốc 15⁰ thì lƣợng đất xói mịn là 1,28 tấn/ha.
Nhƣ vậy độ dốc ảnh hƣởng lớn tới lƣợng đất bị xói mịn, độ dốc càng lớn thì
lƣợng đất xói mịn càng nhiều. Ngồi ra tác gải chỉ ra rằng nếu giảm độ tàn
che từ 0,7 - 0,8 xuống mức 0,3 - 0,4 thì xói mịn đất sẽ tăng lên 42,2% và
dòng chảy mặt tăng 30,4% đối với rừng tự nhiên; xói mịn đất tăng 27,1% và
dịng chảy mặt tăng 33,8% đối với rừng le. Ngoài ra rừng có nhiều tầng tán
thì khả năng giữ nƣớc và đất càng tốt, rừng có một tầng tán thì lƣợng đất xói
mịn cao gấp 3 lần so với rừng có 3 tầng tán.
Những lồi cây khác nhau có đặc điểm hình thái (chiều cao, độ dày tầng
tán, diện tích của cán lá,...) cũng khác nhau. Lồi cây có diện tích phiến lá
càng lớn thì khả năng bảo vệ đất chống xói mịn càng kém. Điều này có thể lý
giải nhƣ sau: diện tích phiến lá càng lớn thì giọt nƣớc tích tụ trên lá càng lớn
và khi rơi xuống mặt đất rừng có động năng lớn, kéo theo khả năng phá vỡ
kết cấu của đất và dễ bị cuốn trôi hơn. Kết quả nghiên cứu của Võ Đại Hải
(1996) [9] cho thấy đất dƣới tán rừng Tếch bị xói mịn cao hơn ở rừng thông 3
lá là 178,7%; đất dƣới rừng Trẩu bị xói mịn cao hơn keo lá trám là 263,1%.
Mặt khác, tầng thảm khô rơi rụng là nhân tố hạn chế lƣợng xói mịn đáng kể
do tầng này tạo ra một lớp phủ mặt đất dầy ngăn không cho hạt mƣa tác động
trực tiếp lên bề mặt đất, từ đó giảm đáng kể lƣợng đất bị xói mịn. Ngồi ra,
theo tác giả vật rơi rụng ở trạng thái khô có thể hút đƣợc lƣợng nƣớc bằng
1,38 lần trọng lƣợng khơ của nó, cịn với lớp vật rơi rụng đã bị phân hủy 30 –
40% thì có thể hút đƣợc trọng lƣợng nƣớc gấp 3,21 lần. Trên 1 ha rừng tự


9


nhiên lớp thảm mục có thể hút đƣợc 35.840 lít nƣớc, tƣơng đƣơng với một
lƣợng mƣa 3,6mm.
Nghiên cứu lƣợng nƣớc chảy bề mặt và lƣợng đất xói mịn dƣới rừng cao
su ở Hà Tĩnh của Cao Mạnh Cƣờng [1] chỉ ra: Lƣợng mƣa và lƣợng đất xói
mịn có quan hệ chặt với nhau với hệ số r dao động từ 0,9 đến 0,98, từ đó cho
thấy cƣờng độ mƣa lớn thì mức độ xói mịn càng lớn và ngƣợc lại.
Theo kết quả nghiên cứu về ảnh hƣởng của các các loại thảm thực che với
dòng chảy mặt và lƣợng đất xói mịn tại núi Luốt trƣờng Đại học Lâm nghiệp
của Chảo Thị Yến [24] cho biết: lƣợng đất xói mịn và dòng chảy mặt tỷ lệ
thuận với nhau và 2 đại lƣợng này quan hệ chặt với nhau với R² dao động từ
0,682 đến 0,87. Lƣợng nƣớc dòng chảy mặt càng lớn thì lƣợng đất xói mịn
càng nhiều và ngƣợc lại.
Nghiên cứu của Vƣơng Văn Quỳnh và cộng sự (1999) trên cùng diện tích
dồng nhất chỉ có một trạng thái rừng và khơng làm đất hàng năm thì cƣờng độ
xói mịn (mm/năm) tỷ lệ thuận với bình phƣơng độ dốc mặt đất. Đồng thời tác
giả cũng đƣa ra phƣơng trình dự báo xói mịn đất ở Việt Nam:

(
Trong đó:

)

d là cƣờng độ xói mịn đất (mm/năm)
α là độ dốc mặt đất (độ)
TC là độ tàn che của tầng cây cao (lớn nhất là 1)
H là chiều cao bình quân của tầng cây cao (m)
CP là tỷ lệ che phủ mặt đất của lớp phủ thảm tƣơi cây bụi

(lớn nhất là 1)
X là độ xốp tổng số của lớp đất mặt (0-5 cm), tính bằng %
K là chỉ số xói mịn của mƣa đƣợc tính theo cơng thức:

K

∑

*

(

(

)

)+

Trong đó Ri là lƣợng mƣa tháng thứ i trong năm, tính bằng mm/tháng.
10


Từ cơng thức tình cƣờng độ xói mịn đất, Vƣơng Văn Quỳnh và cộng sự đã
xác định tiêu chuẩn bảo vệ đất rừng và lớp phủ thực vật nói chung thỏa mãn
điều kiện d <0,8 mm/năm.
Tình trạng bề mặt đất đƣợc đề cập trong nghiên cứu của Nguyễn Văn
Khiết (2009) [13] chủ yếu là độ bằng phẳng (hay lồi lõm) của bề mặt và tỷ lệ
đá tồn tại ở lớp đất mặt. Đây là hai nhân tố quan trọng có tác dụng ngăn cản
dòng chảy mặt cũng nhƣ giảm sự tác động của giọt nƣớc trực tiếp làm phá vỡ
kết cấu đất. Về độ lồi lõm của bề mặt đất, cùng một lƣợng mƣa, cƣờng độ

mƣa, điều kiện địa hình,... bề mặt càng phẳng thì tốc độ dịng chảy mặt càng
lớn và ngƣợc lại bề mặt càng lồi lõm thì tốc độ dòng chảy càng nhỏ. Mặt khác
bề mặt lồi lõm cũng tạo ra những “vũng” nƣớc nhỏ, trong suốt quá trình mƣa
những vũng nƣớc này làm giảm động năng của giọt nƣớc rơi xuống bề mặt
đất. Bề mặt lồi lõm cũng có tác dụng làm giảm chiều dài sƣờn dốc, nhờ đó mà
giảm đƣợc lƣợng xói mịn. Về tỷ lệ đá mặt, đá lộ đầu nếu tỷ lệ đá cao sẽ có
tác dụng làm giảm tiết diện tiếp xúc trực tiếp của những giọt mƣa xuống đất
và đồng thời làm đổi hƣớng của dòng chảy mặt (đối với đá lớn) và hạn chế
đƣợc lƣợng mất đất do xói mịn.
Các tác động của con ngƣời có thể ảnh hƣởng tích cực hoặc tiêu cực
đến q trình xói mịn đất. Nếu con ngƣời có những biện pháp canh tác, mơ
hình sử dụng đất hợp lý thì lƣợng xói mịn đất giảm và ngƣợc lại các biện
pháp canh tác và mơ hình sử dụng đất không phù hợp lại là những nguyên
nhân dẫn đến xói mịn. Kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả đã chứng minh:
các mơ hình sử dụng đất khác có lƣợng xói mịn đất khác nhau. Một số nghiên
cứu xói mịn bởi các mơ hình canh tác nơng – lâm nghiệp nhƣ:
Nghiên cứu của,Nguyễn Thanh Lâm Trần An Phong (1996) [19] cho
thấy: - Nếu đất còn rừng, lƣợng xói mịn từ 3 - 12 tấn/ha/năm. Nếu đất trồng
cà phê hay chè thì lƣợng xói mịn từ 22 - 77 tấn/ha năm. Nếu đất khơng trồng
trọt, chỉ có cỏ mọc tự nhiên mất từ 150 - 235 tấn/ha/năm. Nếu đất trồng sắn và
lúa nƣơng thì lƣợng mất đất từ 175 - 260 tấn/ha/năm. Nhƣ vậy đất có rừng
11


bảo vệ đất tốt nhất và với mơ hình canh tác nơng nghiệp thì lƣợng đất mất đi
nhiều nhất.
Kết luận chung
Mặc dù các nghiên cứu về ảnh hƣởng của thảm thực vật với dịng chảy
mặt và lƣợng đất xói mịn sau mỗi trận mƣa đƣợc thực hiện nhiều nơi trên thế
giới và Việt Nam. Tuy nhiên, những nghiên cứu trên còn đƣa ra những vấn đề

cần nghiên cứu thêm nhƣ: q trình phát sinh dịng chảy mặt, đặc điểm thời
tiết trƣớc khi có mƣa và lƣợng nƣớc bề mặt của các đối tƣợng có vật liệu che
phủ khác nhau. Ở Việt Nam việc nghiên cứu q trình phát sinh dịng chảy
mặt và lƣợng đất xói mịn trong quy mơ thí nghiệm cịn rất mới mẻ. Việc
nghiên cứu trong quy mơ thí nghiệm có thể đồng nhất các điều kiện ảnh
hƣởng tới phát sinh dịng chảy và lƣợng đất xói mịn mà các cơng trình nghiên
cứu ngồi thực địa khơng thể đáp ứng đƣợc. Nhƣ vậy kết quả so sánh giữa các
đối tƣợng nghiên cứu sẽ chính xác hơn. Vì vậy tôi tiến hành nghiên cứu ảnh
hƣởng của các loại vật liệu che phủ đến q trình phát sinh dịng chảy và
lƣợng đất xói mịn trong quy mơ thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ
là cơ sở để tiến hành thực nghiệm ngồi thực tế và có những biện pháp bảo vệ
đất hợp lý.

12


CHƢƠNG 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Mục tiêu chung
Góp phần cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn nhằm xây dựng giải
pháp quản lý hiệu quả tài nguyên đất và nƣớc cho Việt Nam.
2.1.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá đƣợc đặc điểm phát sinh dòng chảy mặt của các đối tƣợng
có vật liệu che phủ bề mặt khác nhau.
- Xác định đƣợc lƣợng đất xói mịn của các đối tƣợng có vật liệu che
phủ bề mặt khác nhau.
- Đề xuất một số giải pháp kĩ thuật nhằm giảm thiểu sự phát sinh dịng
chảy mặt và xói mịn đất.
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu

- Đất trống
- Đất có thảm thực vật
- Đất có thảm khơ
- Đất có lớp lƣới cƣớc che phủ
2.3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu đặc điểm phát sinh dịng chảy mặt của các đối tƣợng có
vật liệu che phủ khác nhau
- Xác định lƣợng đất xói mịn của các đối tƣợng có vật liệu che phủ
khác nhau.
- Đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả bảo vệ đất chống xói mịn.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Điều tra ngoại nghiệp
Nhằm thử nghiệm khả năng bảo vệ đất chống xói mịn của các loại vật
liệu che phủ khác nhau, đề tài tiến hành trong quy mơ thí nghiệm nhằm đồng

13


nhất các điều kiện nhƣ: độ dốc, loại đất, độ ẩm để so sánh và kiểm tra đƣợc
mức ảnh hƣởng của mƣa tới các loại đất khi lƣợng mƣa thay đổi. Mơ hình thí
nghiệm và cách thu thập số liệu đƣợc mơ tả cụ thể nhƣ sau:
2.4.1.1. Thiết kế thí nghiệm
- Lấy 4 thùng xốp có kích thƣớc thùng : dài 43 cm; rộng 30 cm; cao 15
cm làm giá thể đựng đất và vật liệu che phủ.
- Chọn đất vƣờn tại hộ gia đình bà Nguyễn Thị Tƣớc để làm mẫu đất
làm thí nghiệm. Xáo trộn đều đất bề mặt rồi cho vào 4 thùng xốp với độ dầy
mỗi thùng 8 cm.
- Ở bề rộng của mỗi thùng cắt hết từ trên cho đến khi sát với mặt đất
bên trong để đảm bảo lƣợng nƣớc bề mặt và lƣợng đất xói mịn chảy ra mà
khơng bị cản lại bởi cạnh thùng xốp.

- Để dẫn lƣợng nƣớc bề mặt và lƣợng đất xói mịn sau mỗi trận mƣa ra
bình chứa, đề tài thiết kế một ống nhựa có đƣờng kính 8cm dài 32cm và cắt
ống nƣớc đó làm đơi theo chiều dọc để tạo thành máng dẫn nƣớc và đất xói
mịn. Gắn ống nhựa đã cắt vào sát thùng xốp và ngang với bề mặt đất trong
thùng.
- Dùng bình chứa với dung lƣợng 1,5 lít để hứng lƣợng nƣớc và lƣợng
đất xói mịn của các đối tƣợng nghiên cứu sau mỗi trận mƣa.
- Trên mỗi thùng xốp có một tấm che ở phía trên để hạn chế lƣợng
nƣớc mƣa rơi vào làm sai lệch lƣợng nƣớc trong bình chứa.
- Có 4 đối tƣợng nghiên cứu là: đất có thảm cỏ, đất có thảm khơ, đất
trống, đất có lƣới che phủ đƣợc thiết kế nhƣ các hình từ hình 3.1 đến hình 3.4
+) Thùng 1: Trồng thêm cỏ phủ trên mặt đất. (Hình 3.1)
+) Thùng 2: Phủ một lớp thảm khơ ở phía trên. (Hình 3.2)
+) Thùng 3: Giữ ngun mặt đất (Hình 3.3)
+) Thùng 4: Lấy một tấm lƣới cƣớc (độ rộng mắt lƣới 0,5x0,2 mm) che
phủ kín mặt đất. (Hình 3.4)

14


b. Hình ảnh thực tế

a. Mơ hình mơ phỏng

Hình 2.1. Đất trồng cỏ (Thùng 1)

b. Hình ảnh thực tế

a. Mơ hình mơ phỏng


Hình 2.2. Đất có thảm khơ (Thùng 2)

15