Luận văn Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá xói mòn đất khu vực Yên Châu tỉnh Sơn La

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU XÓI MÒN ĐẤT VÀ ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG ĐÁNH GIÁ XÓI MÒN ĐẤT 8

1.1. Tổng quan về nghiên cứu xói mòn 8

1.1.1 . Một số quan niệm về xói mòn 8

1.1.2 . Tổng quan về phân loại xói mòn đất 9

1.2. Tổng quan nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới và tại Việt Nam 10

1.2.1 . Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới 10

1.2.2 . Nghiên cứu xói mòn đất tại Việt Nam 12

1.3. Các mô hình đánh giá xói mòn đất 13

1.3.1 . Mô hình thực nghiệm 13

1.3.2 . Mô hình USLE 15

1.4. Phương pháp ứng dụng viễn thám và GIS trong đánh giá xói mòn đất 16

1.4.1 . Tính toán hệ số xói mòn do mưa (R) 16

1.4.2 . Tính toán hệ số chiều dài sườn và độ dốc 17

1.4.3 . Ứng dụng viễn thám trong phân loại lớp phủ thực vật 21

1.4.4 . Xây dựng mô hình hóa tự động cho đánh giá xói mòn 22

CHƯƠNG 2. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN XÓI MÒN ĐẤT KHU VỰC YÊN CHÂU TỈNH SƠN LA 25

2.1. Các yếu tố́ tự nhiên 25

2.1.1 . Yếu tố địa chất 25

2.1.2 . Yếu tố địa hình 27

2.1.3 . Yếu tố khí hậu 29

2.1.4 . Yếu tố thủy văn 30

2.1.5 . Yếu tố thổ nhưỡng 31

2.1.6 . Yếu tố lớp phủ và hiện trạng sử dụng đất 32

2.2. Các yếu tố kinh tế xã hội 33

2.2.1 . Đặc điểm các ngành sản xuất 33

2.2.2 . Đặc điểm dân số, việc làm và thu nhập 34

CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG ĐÁNH GIÁ XÓI MÒN ĐẤT KHU VỰC YÊN CHÂU TỈNH SƠN LA 35

3.1. Mô hình đánh giá xói mòn đất 35

3.2. Cơ sở dữ liệu và quy trình đánh giá xói mòn đất khu vực Yên Châu 38

3.2.1 . Cơ sở dữ liệu đánh giá xói mòn đất khu vực Yên Châu 38

3.2.2 . Quy trình đánh giá xói mòn đất khu vực Yên Châu 49

3.3. Phân tích, đánh giá xói mòn đất huyện Yên Châu tỉnh Sơn La 55

3.3.1 . Xây dựng bản đồ các chỉ số xói mòn đất 55

3.3.2 . Thành lập bản đồ xói mòn tiềm năng và xói mòn đất 65

3.3.3 . Phân vùng nguy cơ xói mòn đất khu vực Yên Châu 66

3.4. Đề xuất một số giải pháp khai thác, sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên đất. 67

 

 

doc68 trang | Chia sẻ: maiphuongdc | Ngày: 10/09/2013 | Lượt xem: 5764 | Lượt tải: 100download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Luận văn Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá xói mòn đất khu vực Yên Châu tỉnh Sơn La, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
c số liệu khí tượng thủy văn liên quan đến nghiên cứu xói mòn do nước được cung cấp bởi mạng lưới đài trạm chỉ bao gồm lượng mưa theo ngày. Do đó, người ta tiến hành tổng hợp được lượng mưa trung bình tháng, năm và số ngày mưa trong năm dựa trên số liệu của nhiều năm. Để tính toán được các đường đẳng mưa nhằm xây dựng bản đồ hệ số xói mòn do mưa, GIS cung cấp công cụ nội suy với đầu vào là số liệu lượng mưa trung bình tại các trạm trong khu vực nghiên cứu và lân cận. Đây là phương pháp phổ biến nhưng cũng có nhược điểm là chưa tính toán được ảnh hưởng của các yếu tố địa hình lên lượng mưa như: độ chênh cao, hướng sườn. Tính toán hệ số chiều dài sườn và độ dốc Các yếu tố địa hình đóng vai trò rất quan trọng trong nghiên cứu đánh giá xói mòn, quyết định đến độ chính xác của các phân tích đánh giá xói mòn. Dựa vào các dữ liệu địa hình được cung cấp, người ta tiến hành tính toán các dữ liệu sau: Xây dựng mô hình số độ cao (DEM) Dữ liệu chiều dài sườn Dữ liệu độ dốc Phân chia các lưu vực phụ Mô phỏng ba chiều V.v…. Do đó, xây dựng mô hình số địa hình cho đánh giá xói mòn có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau, trong đó phương pháp trắc địa ảnh số (digital photogrammetry) và mô hình hóa ba chiều (3D Analyst) có khả năng cung cấp các dữ liệu đầu vào có độ tin cậy rất cao. Xây dựng mô hình số độ cao từ phương pháp trắc địa ảnh Quy trình xây dựng mô hình số độ cao cơ bản bằng phương pháp trắc địa ảnh được thể hiện trong hình dưới đây: Phim ảnh hàng không Chuyển đổi sang dạng số Tính toán, bình sai khối tam giác ảnh không gian Đo khống chế mặt đất (GCP) bằng GPS Tạo mô hình số độ cao tự động Xây dựng mô hình lập thể Đo vẽ lập thể Xây dựng mô hình số độ cao (DEM) Hình 2. Quy trình xây dựng mô hình số độ cao từ ảnh hàng không Trước tiên, người ta tiến hành bay chụp khu vực nghiên cứu với một tỷ lệ ảnh nhất định. Sử dụng các máy quét phim chuyên dụng (photogrammetric scanner) để chuyển ảnh từ dạng tương tự sang dạng số với độ phân giải rất cao (thông thường khoảng 16µm - 32µm). Các điểm khống chế mặt đất (GCP) cũng được đo đạc bằng thiết bị GPS với độ chính xác đến centimét. Ảnh hàng không dạng số được đưa vào các chương trình trắc địa ảnh để lập khối, quá trình đo ảnh thông thường được thực hiện theo quy trình sau: Lập khối ảnh Định hướng trong, định hướng tương đối Đo điểm khống chế mặt đất (GCP) trên ảnh Đo điểm nối ảnh hoặc khớp ảnh tự động Bình sai khối tam giác ảnh không gian Với khả năng liên kết chặt chẽ, quá trình đo ảnh đảm bảo cho ra khối ảnh có sai số khoảng cách rất nhỏ (1/3 kích thước pixel). Đổi với độ cao, sai số tại các điểm khống chế nhỏ hơn 1/1000 độ cao bay chụp (H). Sau đó, các mô hình lập thể tạo ra từ khối tam giác ảnh không gian được đo đạc các yếu tố sau: Đường đẳng cao Điểm độ cao Hệ thống các đường phân thủy, tụ thủy (break line) Một số hệ thống trắc địa ảnh cao cấp còn cho phép sử dụng phương pháp khớp ảnh để tạo mô hình số độ cao tự động từ khối ảnh. Tuy nhiên, phương pháp này cũng cần phải đo vẽ bổ sung hệ thống các đường phân, tụ thủy cho tính toán DEM. Các dữ liệu địa hình được đưa vào để thành lập mô hình TIN (Terrain Irregular Network), sau đó mô hình TIN được chuyển đổi thành DEM dạng raster cho lưu trữ và tính toán. Đây được xem như một trong các phương pháp hiệu quả và có độ chính xác đáng tin cậy nhất trong thành lập bản đồ địa hình cũng như xây dựng mô hình số độ cao. Phương pháp trắc địa ảnh cũng được áp dụng cho một số tư liệu ảnh vệ tinh có khả năng chụp nghiêng như: SPOT 5, WorldView 1, WorldView 2,…. Tuy nhiên, để tăng cường độ chính xác của đo vẽ địa hình thì cần phải có các thông số hình học của vệ tinh tại thời điểm bay chụp như ma trận hằng số hữu tỉ (RPC) cho tính toán. Trên thực tế, người ta mới chỉ chứng minh được ảnh vệ tinh mới có khả năng thành lập mô hình số độ cao cho bản đồ tỷ lệ 1:25000 tại Việt Nam. Các khu vực yêu cầu độ chính xác cao hơn đều sử dụng ảnh hàng không. Xây dựng mô hình số độ cao từ bản đồ địa hình Hê thông tin địa lý cũng cung cấp các công cụ cho xây dựng mô hình số độ cao từ bản đồ địa hình. Đây là một trong các phương pháp hiệu quả và nhanh chóng nhưng độ chính xác không cao. Quy trình thánh lập mô hình số địa hình từ bản đồ được tiến hành theo các bước sau: Quét bản đồ, nắn chỉnh hình học Số hóa các yếu tố địa hình, gán thuộc tính Tạo mô hình TIN Thành lập DEM Tuy nhiên, các đặc trưng của địa hình thường không được thể hiện đầy đủ trên dữ liệu bản đồ địa hình do quá trình tổng quát hóa. Các loại bản đồ thường ở tỷ lệ vừa và nhỏ nên khoảng cao đều lớn, độ khái quát hóa cao. Do đó, việc chiết tách các thông tin địa hình thường không đảm bảo cho các phân tích đánh giá chi tiết cho các vùng nhỏ. Các công cụ phân tích ba chiều của GIS cung cấp các công cụ mạnh cho xử lý mô hình số độ cao. Bao gồm: Thành lập và biên tập mô hình TIN Chuyển đổi mô hình TIN sang dạng raster Các phân tích thống kê lân cận (Neiboughood Statistics) V.v…. Sản phẩm của quá trình xây dựng mô hình số địa hình và xử lý ba chiều cho đánh giá xói mòn bao gồm: Dữ liệu phân chia các lưu vực phụ Dữ liệu tính toán tích tụ dòng chảy (Flow Accumulation) Dữ liệu chiều dài sườn Dữ liệu độ dốc Dữ liệu hệ số LS Ngoài ra,các công cụ GIS và ảnh số ngày càng được phát triển không ngừng tăng khả năng xử lý DEM với khối lượng lớn hơn cho khu vực rộng hơn và chi tiết hơn. Các dữ liệu ngày càng tương thích với nhiều hệ phần mềm mô hình hóa không gian trong đó xói mòn đất. Ứng dụng viễn thám trong phân loại lớp phủ thực vật Một trong các ứng dụng quan trọng của viễn thám đối với nghiên cứu xói mòn đất là chiết xuất ra các thông tin liên quan đến lớp phủ mặt đất. Các tư liệu ảnh viễn thám được thu nhận một cách nhanh chóng và phản ảnh đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng trên bề mặt trái đất. Đối với viễn thám đa phổ, các đối tượng thực vật thường phản xạ mạnh tại kênh cận hồng ngoại (có bước sóng từ …..) và là yếu tố quan trọng để xác định và chiết tách thông tin liên quan đến lớp phủ thực vật. Người ta có thể tiến hành phân loại ảnh viễn thám theo một trong hai phương pháp: Phân loại không kiểm định: phân loại các pixel trên ảnh thành một số các nhóm pixel nhất định. Ưu điểm của phương pháp này là tiết kiệm được thời gian, nhược điểm là độ tin cậy không cao. Phân loại ảnh có kiểm định: tiến hành lựa chọn các vùng mẫu trên ảnh, phân tích đánh giá các vùng mẫu và phân loại ảnh theo đặc trưng phản xạ phổ tại các vùng lấy mẫu. Ưu điểm của phương pháp này là cho độ tin cậy cao, nhược điểm là thời gian lấy mẫu nhiều và phụ thuộc vào chủ quan của người lấy mẫu. Tuy nhiên, phân loại ảnh viễn thám tại thời điểm chụp chưa hẳn đã phản ảnh đúng đặc trưng lớp phủ thực vật của khu vực nghiên cứu. Đặc biệt là tại Việt Nam, nơi mà lớp phủ mặt đất thay đổi theo các mùa trong năm và tập quán canh tác. Để nghiên cứu một cách chính xác lớp phủ mặt đất tại khu vực nào đó, cần phải thu thập tư liệu ảnh viễn thám tại nhiều thời điểm khác nhau nhằm phân loại và so sánh đưa ra kết quả cuối cùng. Trong nghiên cứu xói mòn, một trong các thông tin quan trọng cũng có thể được chiết tách từ ảnh viễn thám đó là hệ số lớp phủ thực vật (NDVI). Chỉ số này thường được tính theo công thức: NDVI = ( IR – R ) / ( IR + R) Trong đó: NDVI: chỉ số thực vật (Normalized Difference Vegetation Index) IR: giá trị phản xạ phổ trên kênh cận hồng ngoại R: giá trị phản xạ phổ trên kênh đỏ Hoặc có thể sử dụng công thức tính hệ số lớp phủ thực vật chuyển đổi (Transformed NDVI) nhằm chuyển đổi giá trị chỉ số thực vật sang các giá trị từ 0-1. Công thức này có dạng: TNDVI= Sqrt(NDVI+0,5) Cũng như phương pháp phân loại lớp phủ mặt đất từ ảnh viễn thám, phương pháp tính toán hệ số lớp phủ thực vật chỉ phản ảnh được hiện trạng lớp phủ thực vật tại thời điểm thu nhận ảnh. Xây dựng mô hình hóa tự động cho đánh giá xói mòn Các mô hình đánh giá xói mòn thường là các bài toán phân tích đa nhân tố phức tạp, có sự tham gia của nhiều biến (R, LS, K, C, P). Ngoài ra, trong quá trình áp dụng, người ta còn sử dụng các biến đổi nhằm tăng độ tin cậy cho mô hình. Hệ thông tin địa lý cung cấp các công cụ phân tích không gian cho phép tính toán, chồng ghép dữ liệu và giải quyết bài toán đánh giá xói mòn một cách tự động. Tùy vào từng bài toán, GIS cho phép xây dựng các mô hình tự động và đưa ra kết quả là các hệ số cho tính toán xói mòn. Dưới đây là ví dụ về mô hình tính toán cho phân tích lưu vực (Water Delineation) bằng GIS: Hình 3. Mô hình phân tích lưu vực sử dụng công cụ phân tích không gian của ArcGIS Ví dụ về mô hình tính toán xói mòn bằng GIS: Hình 4. Mô hình tính toán phương trình mất đất RUSLE của N-SPECT Nhìn chung, công nghệ viễn thám và GIS có khả năng hỗ trợ rất hiệu quả cho đánh giá xói mòn đất từ cung cấp các dữ liệu đầu vào đến phân tích các nhân tố và tính toán mô hình tổng hợp. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN XÓI MÒN ĐẤT KHU VỰC YÊN CHÂU TỈNH SƠN LA Các yếu tố́ tự nhiên Khu vực nghiên cứu nằm trong ranh giới của huyện Yên Châu tỉnh Sơn La. Đây là một huyện miền núi biên giới của tỉnh Sơn La, có ranh giới phía Nam giáp Lào. Lãnh thổ trải dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, phân dị phức tạp. Yên Châu có trục quốc lộ 6 chạy xuyên suốt cùng với mạng lưới giao thông khá phát triển, tạo điều kiện thuận lợi trong phát triển kinh tế và xã hội. Tuy nhiên, đây cũng là khu vực có đặc điểm tự nhiên phức tạp, là khu vực mà các hoạt động xói mòn xảy ra mạnh mẽ đặc biệt là vào mùa mưa. Yếu tố địa chất Nền địa chất khu vực Yên Châu bao gồm các thành tạo có tuổi từ Cambri đến đệ tứ. Các thành tạo này chủ yếu bao gồm các đá trầm tích và biến chất, các trầm tích hạt thô như: cát kết, bột kết và trầm tích cacbonat phân bố dọc khu vực theo hướng Tây Bắc – Đông Nam. Các thành tạo điển hình và phân bố của chúng như sau: Hệ tầng Paham bao gồm các đá phiến sét, đá phiến Silic, đá phun trào phân bố thành dải phía Tây Nam khu vực, giáp với biên giới Lào. (phân tích khả năng hình thành vỏ phong hóa và liên quan đến xói mòn của hệ tầng này) Hệ tầng Yên Duyệt bao gồm các đá phiến sét, đá phiến sét than, đá phiến vôi, đá phiến silic, đá vôi (phân tích khả năng hình thành vỏ phong hóa và liên quan đến xói mòn của hệ tầng này). Hệ tầng Viên Nam phân bố ở phía Đông Bắc khu vực nghiên cứu, có cấu tạo từ profia bazan, xpilit, kẻatofia, đá phiến lục xen fenzit. (phân tích khả năng hình thành vỏ phong hóa và liên quan đến xói mòn của hệ tầng này) Hệ tầng Đồng Giao bao gồm các thành tạo cacbonat phân bố kéo dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam. Đây là thành tạo phổ biến nhất trong khu vực, tạo nên các dãy núi đá vôi bao gồm đá vôi màu xám sáng, đá vôi màu xám trắng, đá phiến sét, đá phiến vôi. (phân tích khả năng hình thành vỏ phong hóa và liên quan đến xói mòn của hệ tầng này). Hệ tầng Yên Châu: là các trầm tích lục nguyên phân bố ở đáy và sườn của thung lũng. Đây là thành tạo phổ biến nhất trong khu vực nghiên cứu, phân bố trải dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam. Hệ tầng này chia làm hai phụ điệp nhỏ: phụ điệp trên bao gồm các đá hạt mịn như cát kết, bột kết, sạn kết, đá sét; phụ điệp dưới bao gồm chủ yếu là các đá hạt thô như cuội kết, sạn kết, cát kết, đá vôi dạng dăm. (phân tích khả năng hình thành vỏ phong hóa và liên quan đến xói mòn của hệ tầng này) Nhìn chung, cấu trúc địa chất của khu vực nghiên cứu khá phức tạp, phân bố theo hướng của đứt gãy sông Đà có phương Tây Bắc – Đông Nam. Lớp vỏ phong hóa dày cộng với điều kiện khí hậu mưa theo mùa dẫn đến việc thường xuyên xảy ra hiện tượng trượt lở, tai biến. Yếu tố địa hình Phản ánh rõ ràng các cấu trúc địa chất, địa hình khu vực nghiên cứu đặc trưng bởi các dãy núi chạy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, kẹp giữa là một thung lũng thấp. Biên độ địa hình rất lớn, nơi thấp nhất chỉ khoảng 150m và nơi cao nhất lên đến trên 1500m (đỉnh núi nằm ở phía Bắc của Huyện Yên Châu). Hình 5. Mô hình số địa hình khu vực Yên Châu Nhìn chung, địa hình khu vực Yên Châu có cấu trúc khá phức tạp, bị chia cắt mạnh. Có thể chia địa hình Yên Châu thành hai phần chính sau: Vùng lòng chảo Yên Châu có địa hình thấp, độ cao trung bình khoảng 400m so với mực nước biển. Địa hình chia cắt phức tạp, phần lớn đất đai có độ dốc lớn khiến cho các quá trình xói mòn đất xảy ra rất mạnh. Mặt khác, đây là vùng trũng thấp kẹp giữa hai vùng núi cao do đó thường xuyên xảy ra các hiện tượng lũ quét, sạt lở khi có mưa lớn. Ngoài ra, vùng này còn là nơi tập trung phần lớn dân cư, là nơi diễn ra nhiều hoạt động sản xuất nông lâm nghiệp, là nguyên nhân làm tăng hoạt động xói mòn đất. Vùng núi có độ cao trung bình từ 900 – 1000 m so với mực nước biển. Vùng này đặc trung với các phiêng bãi khá bằng phẳng nằm xen giữa các dãy núi cao. Tuy nhiên, địa hình ở đây cũng bị chia cắt phức tạp, độ dốc lớn dẫn đến các hoạt động xói mòn diễn ra phổ biến. Đây còn là vùng phát triển trồng các loại cây chuyên canh tập trung và chăn nuôi gia súc góp phần làm tăng quá trình xói mòn đất. Theo các nghiên cứu trước đây, độ dốc là một trong các nguyên nhân quan trọng làm tăng cường độ xói mòn đất. Độ dốc của khu vực nghiên cứu được thể hiện bằng thống kê trong hình dưới đây: Hình 6. Phân loại độ dốc khu vực Yên Châu Căn cứ theo các thống kê trên đây, có thể thấy rằng: Biên độ địa hình khu vực Yên Châu lớn, hầu hết độ dốc địa hình tập trung trong khoảng từ 30o – 70o. Có một số vùng tương đối bằng phẳng, những vùng có độ dốc nhỏ không nhiều. Khu vực có độ dốc trên 60o nhiều, nơi dốc nhất lên đến 85o. Yếu tố khí hậu Yên Châu nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm mưa nhiều. Đây cũng là một trong các tác nhân quan trọng gây ra quá trình xói mòn đất mạnh mẽ trong khu vực này. Kết hợp với các yếu tố về vị trí địa lý, địa hình tạo cho Yên Châu có sự phân dị về khí hậu mặc dù diện tích khu vực không lớn. Theo thống kê từ trạm trạm khí tượng thủy văn Yên Châu thì mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10 hàng năm, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Lượng mưa các tháng đo được tại trạm Yên Châu trong năm 2002 là: Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Lượng mưa (mm) 33.2 11.5 40.4 80.5 249.4 353.2 342.2 281.1 170.7 69.2 46.8 59.8 Bảng 1. Lượng mưa các tháng đo được tại trạm Yên Châu năm 2002 Như vậy, lượng mưa tập trung chủ yếu vào các tháng 5 đến tháng 9 với cường độ mạnh dẫn đến nguy cơ lũ quét, trượt lở và mất đất rất cao. Khí hậu khu vực Yên Châu được chia thành hai tiểu vùng khí hậu khác nhau: Vùng lòng chảo Yên Châu: có khí hậu khô nóng, chịu ảnh hưởng của gió mùa Tây Nam. Đặc trưng của khu vực này là chế độ nhiệt và số ngày nắng cao, lượng mưa nhỏ do bị bao bọc bới các dãy núi cao do đó phần nào làm giảm các tác nhân gây xói mòn đất do mưa. Vùng núi cao, biên giới có khí hậu mát, ẩm mang đặc trưng của khu vực Mộc Châu – Sơn La. Khu vực này thường mưa nhiều và có chế độ mưa nhiều vào các tháng giữa năm và hạn hán vào các tháng mùa khô. Nhìn chung, Yên Châu có một nền khi hậu khắc nghiệt, có một mùa mưa tập trung do đó chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của các hoạt động xói mòn, sạt lở đất, gây nhiều thách thức với công tác quản lý và bảo tồn tài nguyên đất. Yếu tố thủy văn Địa hình chia cắt mạnh tạo cho Yên Châu có một hệ thống sông suối phong phú và phức tạp. Các hệ thống sông suối chính bao gồm: hệ thống suối Sập, hệ thống suối Vạt và hệ thống suối Nậm Pàn. Tuy nhiên, hệ thống sông suối của khu vựa phân bố không đều, tập trung chủ yếu ở vùng có quốc lộ 6 đi qua và một số xã vùng biên giới. Hình 7. Sơ đồ phân bố hệ thống sông suối khu vực Yên Châu Hầu hết các sông suối đều ngắn, dốc nên khả năng giữ nước kém, tốc độ dòng chảy lớn. Khi có mưa lớn thường gây ra các hiện tượng lũ quét, xói mòn và rửa trôi mạnh làm tăng nguy cơ mất đất trong toàn khu vực. Yếu tố thổ nhưỡng Theo kết quả tính toán trên bản đồ thổ nhưỡng, khu vực yên Châu có sáu loại đất chính sau: Đất thung lũng do các sản phẩm dốc tụ: chiếm 4,9% tổng diện tích (4.100 ha). Tập trung chủ yếu tại các vùng thấp dọc quốc lộ 6 giáp với huyện Mai Sơn. Đất Feralit mùn vàng nhạt trên đá cát: chiếm 17% tổng diện tích (15.000 ha). Phân bố chủ yếu ở khu vực xã Chiềng On và ở một số khu vực đất dốc thuộc vùng núi cao và biên giới. Đất Feralit đỏ nâu trên đá biến chất: chiếm 24,4% diện tích toàn khu vực (22,409 ha). Đây là loại đất phổ biến, phân bố đều trong toàn khu vực nghiên cứu. Đặc điểm của loại đất này là có tầng đất dầy, độ phì cao, tỷ lệ mùn lớn. Đất đỏ nâu trên đá vôi: chiếm 23,1% tổng diện tích khu vực (19.366ha). Phân bố tập trung tại các xã vùng biên giới giáp cao nguyên Mộc Châu. Đất vàng nâu trên đá phù sa cổ: chiếm 9,1% diện tích (7.600 ha). Loại đất này phân bố dọc theo các hệ thống suối lớn. Đất Feralit nâu vàng trên đá mắc ma axít : chiếm 20% tổng diện tích khu vực nghiên cứu (17.300 ha). Loại đất này phân bố đều trên toàn khu vực. Yếu tố lớp phủ và hiện trạng sử dụng đất Toàn khu vực có 44.026,24 đất lâm nghiệp, chiếm 51,33 tổng diện tích đất tự nhiên. Được chia thành các nhóm đất sau: Đất có rừng sản xuất chiếm 9,46% tổng diện tích đất lâm nghiệp (4.166,18 ha), phân bố chủ yếu tại các xã Tú Nang, Chiềng Hặc, Viêng Lán. Trong đó, diện tích đất rừng tự nhiên chiếm 78,19% và nhóm đất rừng trồng là 21,81% diện tích. Đất có rừng phòng hộ chiếm 90,54% tổng diện tích đất lâm nghiệp (39.859,06 ha), tập trung chủ yếu tại các xã Lóng Phiêng, Phiêng Khoài, Chiềng On, Chiềng Đông, Sập Vạt. Trong đó, đất có rừng tự nhiên chiếm 92,86% diện tích, đất có rừng trồng chiếm 2,87% diện tích và đất khoanh nuôi phục hồi rừng phòng hộ chiếm 4,27% diện tích. Nhìn chung, khu vực nghiên cứu có thảm thực vật khá lớn và phong phú, là một trong các tác nhân làm giảm nguy cơ xói mòn đất. Việc tăng cường phát triển rừng phòng hộ cũng được quan tâm nhằm góp phần tăng thêm diện tích rừng phòng hộ phục vụ cho công tác bảo tồn đất. Tuy nhiên, do vị trí địa lý gần với đường quốc lộ và tập quán canh tác của người dân nên trước đây nhiều diện tích rừng đã bị chặt phá, khai thác cạn kiệt. Dẫn đến khả năng giữ nước chống lũ lụt và xói mòn giảm đi đáng kể. Trong khu vực nghiên cứu, có ba loại hình sử dụng đất phỏ biến là: Nhóm đất nông nghiệp chiếm 76% diện tích đất tự nhiên. Nhóm đất phi nông nghiệp chiếm 3,49% diện tích đất tự nhiên. Đất chưa sử dụng chiếm 20,38% diện tích đất tự nhiên. Trong nhóm đất nông nghiệp, trồng cây hàng năm chiếm 93,33% tổng diện tích, bao gồm các cây ngô, sắn xen các cây ngắn ngày. Hầu hết các cây hàng năm được canh tác trên vùng đất dốc, độ che phủ thấp và khả năng chống xói mòn thấp. Các yếu tố kinh tế xã hội Đặc điểm các ngành sản xuất Nông nghiệp là ngành kinh tế giữ vai trò chủ đạo trong nền kinh tế của huyện Yên Châu. Việc tăng cường áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật và nâng cao trình độ sản xuất của người dân được thực hiện liên tục, góp phần làm tăng dần giá trị của sản xuất nông nghiệp theo từng năm. Quá trình dịch chuyển cơ cấu kinh tế sang sản xuất hàng hóa, dần dần hình thành các vùng cây trồng chuyên canh giúp cho hiệu quả sử dụng đất và các biện pháp bảo vệ chống xói mòn được nâng cao. Tuy nhiên, cùng với quá trình phát triển sản xuất nông nghiệp, việc mở rộng diện tích đất trồng cây cũng làm cho lớp phủ bề mặt bị tác động mạnh, trở nên dễ bị xói mòn và bạc màu hơn. Đối với ngành lâm nghiệp, công tác quản lý, bảo vệ và khôi phục rừng đã được quan tâm từ những năm đầu của thập niên 90 thế kỷ XX. Việc triển khai các chương trình 327 của chính phủ, dự án Việt Đức, dự án 661, v.v… đã phần nào ngăn chặn có hiệu quả tình trạng phá rừng làm nương rẫy. Diện tích đất rừng tăng dần theo từng năm nhưng tốc độ khai thác rừng lớn khiến cho chất lượng rừng giảm sút liên quan đến khả năng chống xói mòn giảm đi. Các ngành kinh tế khác như công nghiệp, dịch vụ chưa phát triển và không tác động nhiều đến đất đai. Tuy nhiên, Yên Châu là một khu vực có tiềm năng về khoáng sản nên cũng cần đề phòng nguy cơ thoái hóa đất khi xuất hiện công nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản. Đặc điểm dân số, việc làm và thu nhập ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG ĐÁNH GIÁ XÓI MÒN ĐẤT KHU VỰC YÊN CHÂU TỈNH SƠN LA Mô hình đánh giá xói mòn đất N-SPECT là môt ứng dụng GIS mở rộng chạy trong môi trường ArcGIS. Công cụ này được phát triển dựa trên ngôn ngữ lập trình Visual Basic và ArcObjects (bộ thư viện các công cụ của ArcGIS). Do đó, nó chứa đựng một giao diện người dùng đầy đủ và mạnh mẽ với các công cụ xử lý raster phức tạp của ứng dụng phân tích không gian (ArcGIS Spatial Analyst). Điểm đặc biệt của mô hình N-SPECT tính toán dòng chảy mặt theo phương pháp đường cong mưa (curve number). Tại Mỹ, Trung tâm Bảo vệ tài nguyên thiên nhiên (NRCS) thuộc Cục Nông nghiệp (USDA) đã phát triển phương pháp đường cong mưa để dự báo dòng chảy trực tiêp từ sự vượt quá giới hạn của mưa (USDA, 1986). Phương pháp này được mở rộng để dự báo dòng chảy mặt từ những cơn bão riêng lẻ cũng như lượng mưa trung bình năm. Số đường cong mưa (còn được gọi là số đường cong, CN) là một tham số liên quan đến nhóm đất và lớp phủ của khu vực đó. N-SPECT lưu trữ số đường cong trong một CSDL riêng (Geodatabase), cho phép người dùng có thể thêm, thay đổi và xóa các giá trị thông qua giao diện người dùng. N-SPECT là một bộ công cụ rất phức tạp hướng tới một số lĩnh vực như: quản lý chất lượng nước, dự báo ô nhiễm, đánh giá xói mòn, quản lý bờ biển, v.v…. Các chức năng chính của bộ công cụ này bao gồm: Ước lượng dòng chảy mặt Ước lượng (polutant loads and concentrations) Xác định những vùng có độ nhạy cảm cao với xói mòn do nước Ước lượng lượng đất rửa trôi Đánh giá tác động tương đối của sự thay đổi sử dụng đất với phân tích kịch bản. Tỷ lệ xói mòn và trầm tích tích tụ được tính toán bằng phương trình mất đất biến đổi (RUSLE) và phương trình mất đất ? (MUSLE). Mô hình N-SPECT có sẵn các số liệu xây dựng trước cho khu vực Wai’anae thuộc O’ahu, Ha Wai. Tuy nhiên, để áp dụng cho tính toán đánh giá xói mòn đất ở các khu vực khác thì cần đưa vào một số dữ liệu sau: Dữ liệu địa hình (DEM) Dữ liệu lớp phủ bề mặt (dạng raster) Dữ liệu lượng mưa (dạng raster) Dữ liệu đất (dạng shapefile) Dữ liệu nhân tố R (dạng raster) Rất nhiều kết quả trong N-SPECT được chiết xuất từ DEM và vì thế, nó trở nên quan trọng nhất trong các nguồn dữ liệu này. Trong nghiên cứu xói mòn đất thì DEM thường được tạo ra từ CSDL địa hình được thành lập từ một trong các phương pháp như: đo đạc trắc địa, trắc địa ảnh hàng không, viễn thám, từ bản đồ địa hình. Tại Việt Nam, DEM được xây dựng chủ yếu từ bản đồ địa hình, tuy nhiên các bản đồ địa hình tỷ lệ cao thường ít được xây dựng cho các khu vực miền núi nơi mà nghiên cứu xói mòn đất được quan tâm nhiều nhất. Một trong các nguồn tư liệu mới và tin cậy là bản đồ địa chính cơ sở có yếu tố địa hình. Được xây dựng bằng phương pháp trắc địa ảnh số ở tỷ lệ lớn với độ chính xác cao, phục vụ cho công tác kiểm kê và quản lý đất đai. Dữ liệu đều ở dạng số và có thể sử dụng cho thành lập DEM sau khi kiểm tra và chỉnh sửa lỗi. Tuy nhiên, việc xử lý một CSDL địa hình lớn rất tốn thời gian và tài nguyên hệ thống, Đổi lại, mức độ chi tiết của DEM có thể đáp ứng được các yêu cầu với phân tích xói mòn đất ở các quy mô vừa và nhỏ. Tác giả cũng mạnh dạn áp dụng dữ liệu bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1:10000 cho mô hình N-SPECT. Phân chia lưu vực (Water Delineation) Một bài toán đánh giá xói mòn bằng N-SPECT thường bắt đầu với việc phân tích lưu vực. Tuy nhiên, đây là một tập hợp các bài toán phân tích không gian phức tạp và không phải mô hình nào cũng xử lý một cách đúng đắn, đặc biệt là với phạm vi đánh giá lớn. N-SPECT lợi dụng các công cụ phân tích không gian mạnh mẽ của ArcGIS trong tính toán phân tích lưu vực. ArcGIS là một trong các hệ GIS có các chức năng xử lý và phân tích hàng đầu hiện nay trên thế giới, ESRI đã phát triển cả một bộ công cụ phân tích ba chiều giải quyết các bài toán ba chiều hiện nay. Do đó, N-SPECT DEM có thể loại bỏ các lỗi chủ quan và những thiếu sót khác thường gặp trong dữ li

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docLuan van version Nov 29.doc