Luận văn Xây dựng bản đồ nguy cơ xói mòn đất và đề xuất mô hình sản xuất nông nghiệp hợp lý cho huyện Quản bạ - Tỉnh Hà Giang

ên cứu đất đồi ở nƣớc ta (1993), quản lý đất dốc để phát triển lâu bền cho sản xuất nông nghiệp (1992 - 1995), tác dụng của nông lâm kết hợp tới xói mòn đất (1995), tác động kỹ thuật sinh học tới bảo vệ đất dốc (1965). 26 Đặc biệt là trong những năm gần đây, phƣơng pháp viễn thám và GIS đã đƣợc áp dụng trong nghiên cứu xói mòn đất. Đặc biệt là trong đo vẽ bản đồ, đánh giá định lƣợng các nhân tố ảnh hƣởng đến quá trình xói mòn đất. Tiêu biểu cho giai đoạn này là các công trình của Nguyễn Quang Mỹ, Nguyễn Xuân Đạo, Phạm Văn Cự, Nguyễn Ngọc Thạch, Nguyễn Tứ Dần, Lại Vĩnh Cẩm... Các công trình ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu xói mòn đất có độ tin cậy cao, thời gian thực hiện ngắn và đem lại chi phí thấp. Hơn 30 năm qua các công trình nghiên cứu xói mòn đất trong cả nƣớc là đất đa dạng và phong phú. Các phƣơng pháp nghiên cứu xói mòn đất ở nƣớc ta có thể tóm tắt nhƣ sau: - Phân vùng xói mòn trên cơ sở tổng hợp các bản đồ phân cấp của từng yếu tố ảnh hƣởng đến xói mòn bằng kỹ thuật chồng xếp bản đồ. - Phƣơng pháp xác định xói mòn hiện tại dựa trên đại lƣợng modun dòng chảy rắn của các lƣu vực để xây dựng bản đồ phân vùng xói mòn hiện tại. - Phƣơng pháp nghiên cứu theo khu vực trọng điểm: Phƣơng pháp này tiến hành xây dựng các trạm, trại để quan trắc xói mòn đất. Địa điểm xây dựng đƣợc tiến hành cho các vùng, khu vực hoặc đối tƣợng nghiên cứu cụ thể mang tính đại diện. - Phƣơng pháp ứng dụng kỹ thuật hiện đại: tin học và viễn thám để nghiên cứu xói mòn đất. 27 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu * Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thực hiện tại huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang. * Đối tượng nghiên cứu: Đất và các yếu tố ảnh hƣởng xói mòn đất tại huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang. 2.2. Nội dung nghiên cứu - Thu thập và tổng hợp các tài liệu có liên quan đến xói mòn đất tại vùng nghiên cứu; - Khảo sát thực địa tại huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang; - Đánh giá tổng quan về xói mòn đất - Xác định và tính các hệ số xói mòn đất; - Lập các bản đồ thành phần và bản đồ nguy cơ xói mòn đất; - Đề xuất mô hình sản xuất nông nghiệp hợp lý cho vùng nghiên cứu. 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu Nguyên tắc tính toán lƣợng xói mòn đất đƣợc tính theo phƣơng trình mất đất phổ dụng (USLE) do Wischmeier và Smith xây dựng năm 1978 [37]: A = R x K x (L x S) x (C x P) Trong đã: A: Lƣợng đất mất hàng năm (tấn/ha). R: Hệ số xói mòn do mƣa. K: Hệ số mẫn cảm của đất đối với xói mòn. L: Hệ số xói mòn của chiều dài sƣờn dốc. S: Hệ số xói mòn của độ dốc. C: Hệ số bảo vệ đất của thảm thực vật, cây trồng và hệ thống canh tác. P: Hệ số bảo vệ đất của các công trình chống xói mòn . 28 Để tính toán đƣợc các giá trị trên và lập đƣợc bản đồ nguy cơ xói mòn đất cho khu vực nghiên cứu, tập thể tác giả đã thực hiện 3 phƣơng pháp sau: - Phƣơng pháp thu thập và tổng hợp tài liệu - Phƣơng pháp khảo sát thực địa - Phƣơng pháp xây dựng bản đồ nguy cơ xói mòn đất 2.3.1. Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu Trong đề tài các dữ liệu, tài liệu đƣợc tiến hành thu thập và kế thừa từ nhiều nguồn khác nhau, gồm các lĩnh vực sau: - Điều kiện tự nhiên (khí hậu, thổ nhƣỡng, địa hình, thủy văn), kinh tế, xã hội (giao thông, dân cƣ, hiện trạng sử dụng đất) của khu vực. - Tình hình sử dụng tài nguyên đất, nƣớc. - Đặc điểm hệ thống nông nghiệp vùng đất dốc, hiệu quả kinh tế của chúng. - Phát triển tài nguyên nƣớc của huyện. - Các dự án phát triển kinh tế xã hội của huyện Cần phần mềm xử lý dữ liệu gồm: Arcgis 10.2, Mapinfo 11, ENVI 4.5, Microsoft Excel. 2.3.2. Phương pháp khảo sát thực địa Phƣơng pháp này nhằm thu thập bổ sung các tài liệu, số liệu liên quan, gồm các tài liệu, số liệu, bản đồ... đang đƣợc lƣu giữ tại địa phƣơng. Tác giả đã liên hệ và làm việc với Phòng Tài nguyên và Môi trƣờng cả huyện Quản Bạ, Sở Tài nguyên và Môi trƣờng của tỉnh Hà Giang. Ngoài ra, tác giả cũng tiến hành khảo sát thực địa, quan sát, kiểm tra một số khu vực có địa hình đặc biệt nhƣ núi đá, địa hình có độ dốc cao, một số khu rừng trên vùng nghiên cứu. Qua đó, đã thu thập bổ sung và chỉnh lý đƣợc một số tài liệu sau: - Thu thập bổ sung số liệu về lƣợng mƣa trung bình năm tại các điểm và các trạm đo mƣa trong vùng nghiên cứu và các khu vực lân cận để làm cơ sở xây dựng bản đồ hệ số xói mòn do mƣa (R). 29 - Thu thập bổ sung các tài liệu, bản đồ đất của tỉnh để làm cơ sở thành lập bản đồ hệ số mẫn cảm của đất đối với xói mòn (K). Bản đồ này do Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp xây dựng. - Thu thập bổ sung các sô liệu, kiểm tra, chỉnh lý các số liệu về độ dốc và núi đá tại vùng nghiên cứu để làm cơ sở cho thành lập bản đồ hệ số xói mòn của độ dốc và chiều dài sƣờn dốc (L, S). Hình 2. 1. Khu vực gò đất cao thuộc huyện Quản Bạ - Trên cơ sở bản đồ hiện trạng rừng và bản đồ hiện trạng sử dụng đất đã đƣợc ghép nối và xây dựng trong phòng cùng với công tác khảo sát ngoài thực địa đã đƣợc thực hiện, tác giả đã chỉnh lý, bổ sung các khu vực bị trùng lên nhau hoặc bị bỏ trống. Ngoài ra tác giả cũng đã chỉnh lý, bổ sung các nội dung còn thiếu (chủ yếu là các công trình chống xói mòn). Từ đó, làm cơ sở xây dựng bản đồ hệ số bảo vệ đất của thảm thực vật, hệ thống canh tác và các công trình chống xói mòn (C, P). 30 Hình 2. 2. Hoạt động sản xuất nông nghiệp tại huyện Quản Bạ dưới dạng ruộng bậc thang 2.3.3. Phương pháp xây dựng bản đồ nguy cơ xói mòn đất Để thành lập bản đồ nguy cơ xói mòn đất cho khu vực nghiên cứu theo mô hình USLE và GIS thì ta cần xây dựng các bản đồ hệ số R, bản đồ hệ số K, bản đồ hệ số LS và bản đồ hệ số CP. 2.3.3.1. Tính toán hệ số xói mòn do mưa (R) R là hệ số xói mòn của mƣa và dòng chảy (rainfall and runoff erosivity). Nó đặc trƣng cho sự tác động của mƣa đến quá trình xói mòn đất, đây là thƣớc đo sức mạnh xói mòn của mƣa và sức chảy tràn trên bề mặt. R không chỉ là lƣợng mƣa mà yếu tố này thể hiện qua tổng lƣợng mƣa và cƣờng độ mƣa. 31 Đối với các bài toán mô hình hóa xói mòn, việc tính toán hệ số xói mòn do mƣa thƣờng dựa vào lƣợng mƣa và số ngày mƣa trung bình trong nhiều năm liên tiếp. Tính toán hệ số xói mòn do mƣa dựa vào cƣờng độ mƣa thƣờng chỉ áp dụng với các nghiên cứu chi tiết bởi việc thu thập số liệu khí tƣợng thủy văn rất phức tạp. Các số liệu khí tƣợng thủy văn liên quan đến nghiên cứu xói mòn do nƣớc đƣợc cung cấp bởi mạng lƣới đài trạm chỉ bao gồm lƣợng mƣa theo ngày. Do đó, ngƣời ta tiến hành tổng hợp đƣợc lƣợng mƣa trung bình tháng, năm và số ngày mƣa trong năm dựa trên số liệu của nhiều năm. Ngoài ra, việc xác lập công thức để tính toán cho hệ số R còn phụ thuộc vào từng khu vực nhất định do mỗi vùng đều có sự khác nhau về lƣợng mƣa, sự phân bố, tính chất mƣa Cƣờng độ mƣa càng lớn và thời gian mƣa càng lâu, tiềm năng xói mòn càng cao. Khi tính toán hệ số R cho các khu vực khác nhau thì ta có thể áp dụng các công tính R của các khu vực đã nghiên cứu, nhƣng ta phải chọn công thức tính hệ số R phù hợp với khu vực đó nhất. Ở vùng nghiên cứu, huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang, tác giả sử dụng công thức: R = a + b x P Trong đó: R : Hệ số xói mòn do mƣa a, b: Hệ số P : Lƣợng mƣa trung bình năm Hệ số a, b đƣợc xác định theo tính toán thực nghiệm của A. G. Toxopeus. Với a = 38,5 và b = 0,35. 32 Bắt đầu tính R Số liệu mƣa Bổ sung các giá trị thiếu Nhóm thủy văn grid Lớp phủ Gán CN CN grid Tính toán khả năng thoát Ia grid Tính toán Q Q grid Nhân Q với diện tích ô R grid Kết thúc Lƣợng mƣa grid Khả năng thoát tối đa Tính toán Ia Hình 2. 3. Quy trình tính toán hệ số R [8] 33 2.3.3.2. Tính toán hệ số K K là hệ số thể hiện khả năng xói mòn của đất (soil erodibility). Nói cách khác đây là một nhân tố biểu thị tính dễ bị tổn thƣơng của đất với xói mòn và là đại lƣợng nghịch đảo với tính kháng xói mòn của đất. Đất có giá trị K càng lớn thì khả năng xói mòn càng cao. K phụ thuộc vào đặc tính của đất chủ yếu là sự ổn định về cấu trúc đất, thành phần cơ giới đất. Đặc biệt là ở các tầng đất trên mặt và thêm vào đó là thành phần cơ giới, hàm lƣợng hữu cơ có trong đất. Có nhiều công thức cho việc tính hệ số K (bảng 2.1) [35]: Bảng 2. 1. Một số công thức tính hệ số K Tác giả Công thức Wischmeier và Smith (1978) 100K=2,1.10 -4 M 1,14 (12-a) + 3,25 (b-2) + 2,5 (c-3) Rosewell (1993) 100K= 2,27 M 1,14 (10 -7 ) (12-a) +4,28 (10 -3 ) (b-2) +3,29 (10 -3 ) (c-3) ISSS (1995) 100K= 2,241 [2,1.10 -4 (12-a) M 1,14 +3,25 (b-2) +2,5 (c-3) Trong đó: K : Hệ số xói mòn đất của đất M đƣợc xác định: (%) M = (%limon + % cát mịn)(100% - %sét) a : Hàm lƣợng chất hữu cơ trong đất, đo bằng phần trăm b : Hệ số phụ thuộc vào hình dạng, sắp xếp và loại kết cấu đất c : Hệ số phụ thuộc khả năng tiêu thấm của đất Áp dụng các công thức trên, các nhà khoa học Việt Nam đã nghiên cứu và tính toán đƣợc giá trị K ở một số loại đât cơ bản. Các giá trị này đƣợc tổng hợp trong bảng 2.2 dƣới đây. 34 Bảng 2. 2. Chỉ số xói mòn K của một số đất ở Việt Nam STT Loại đất Số mẫu K (tính trung bình) Theo toán đồ Theo công thức ISSS 1 Đất đen có tầng kết von dầy 5 0,09 0,11 2 Đất đen Glây 7 0,10 0,10 3 Đất nâu thẫm trên Bazal 15 0,12 0,09 4 Đất nâu vùng bán khô hạn 6 0,25 0,19 5 Đất đỏ vùng bán khô hạn 6 0,20 0,17 6 Đất xám bạc mầu 21 0,22 0,22 7 Đất xám có tầng loang lổ 25 0,25 0,23 8 Đất xám feralit 27 0,23 0,22 9 Đất xá mùn trên núi 19 0,19 0,20 10 Đất nâu đỏ 32 0,20 0,23 11 Đất nâu vàng 35 0,21 0,20 12 Đất mùn vàng trên núi đỏ 25 0,15 0,16 (Nguồn: Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên, 1999)[36] 2.3.3.3. Tính toán hệ số chiều dài sườn và độ dốc (LS) LS là đại lƣợng biểu thị cho sự ảnh hƣởng của nhân tố độ dốc (S) và độ dài sƣờn dốc (L) tới hoạt động xói mòn đất. Về mặt lý thuyết, khi tăng tốc độ dòng chảy lên gấp đôi thì mức độ vận chuyển đối với các hạt có thể lớn hơn 64 lần, nó cho phép mang các vật liệu hòa tan trong nƣớc lớn hơn gấp 30 lần và kết quả làm tăng sức mạnh xói mòn gấp 4 lần [3]. 35 S là độ dốc của sƣờn, lƣợng mất đất lớn khi độ dốc cao. Nó là tỷ lệ của sự mất đất từ độ dốc thực tế đối với độ dốc chuẩn (9%) dƣới những điều kiện khác đồng nhất, sự liên hệ của sự mất đất đối với độ dốc bị ảnh hƣởng bởi mật độ lớp phủ thực vật và kích thƣớc hạt đất. L là khoảng cách từ đƣờng phân thủy ở đỉnh dốc đến nơi vận tốc dòng chảy chậm lại và vật chất bị trầm lắng. Nó là tỷ số lƣợng mất đất ở các loại đất giống nhau có độ dốc giống nhau nhƣng có chiều dài sƣờn khác nhau, so với chiều sƣờn của ô đất chuẩn (72.6 feet). Vì vậy, L và S là 2 yếu tố đƣợc xem xét chung khi tính toán xói mòn. Tùy thuộc vào từng khu vực mà ta có cách tính toán LS cho phù hợp. Trong nghiên cứu này, tác giả tính đƣợc độ dài sƣờn dốc theo công thức của A. G. Toxopeus: L = 0,4 x S + 40, trong đó: L là chiều dài sƣờn (m), S là độ dốc (độ). Cuối cùng ta tính giá trị LS và xây dựng bản đồ hệ số LS (Hình 2.4) bằng cách sau: - Đối với sƣờn có độ dốc < 20o, phƣơng trình để tính hệ số có dạng (A. G. Toxopeus): LS = (L/72,6) x (65,41 x sin (S) + 4,56 x sin (S) + 0,065) - Đối với sƣờn có độ dốc > 20o, phƣơng trình Gaudasasmita đƣợc sử dụng để tính hệ số có dạng: LS = (L/22,1) 0,7 x (6,432 x sin (S 0,79) x cos (S) 36 DEM grid Bắt đầu Buffer DEM 2 lần Buffer DEM grid Tính toán hƣớng dòng chảy (grid) Hƣớng dòng chảy grid Tính góc dốc địa hình (grid) Góc dốc địa hình (grid) Gán góc dốc bằng 0 thành 0.1 Sửa góc dốc địa hình (grid) Tính toán thay đổi độ dốc (grid) Thay đổi độ dốc grid Góc dốc địa hình đã sửa Thay đổi độ dốc grid Xác định điểm đổi hƣớng Tạo lƣới hƣớng dòng chảy biến đổi Hƣớng dòng chảy biến đổi grid Trọng số grid Tạo lƣới tích lũy sƣờn dốc Tính sƣờn dốc (M) Biểu diễn sƣờn dốc grid Tích lũy sƣờn dốc grid Tính hệ số LTính hệ số S S grid L grid Tính hệ số LS LS grid Kết thúc Hình 2. 4. Quy trình tính toán hệ số LS [8] 37 2.2.3.4. Hệ số C, P Để đánh giá ảnh hƣởng của các hoạt động sản xuất và các biện pháp phòng chống xói mòn tới quá trình xói mòn đất ngƣời ta đƣa ra 2 thừa số đặc trƣng cho hiện tƣợng này đó là hệ số che phủ C và hệ số trợ giúp thực tế P. C là hệ số canh tác/trồng trọt và quản lý (hệ số che phủ). Hệ số này rất cần cho việc tính toán lƣợng xói mòn thực sự. Lƣợng đất mất "thực sự" có thể tính cho từng loại sử dụng đất và từng đơn vị hành chính, ngoài ra hệ số che phủ C còn đƣợc sử dụng để đánh giá sự ảnh hƣởng của hệ thống quản lý trồng trọt tới xói mòn đất. Hệ số C là một tỷ số so sánh lƣợng đất mất trong điều kiện một hệ thống trồng trọt và quản lý nhất định với lƣợng đất mất tƣơng ứng của đất của đất bỏ hoang liên tục và đất canh tác. Hệ số C có thể xác định bởi việc lựa chọn kiểu canh tác và phƣơng pháp canh tác. Giá trị đƣợc tạo ra cho mỗi cách canh tác cụ thể mà không tính đến luân canh hay thời tiết và phân bố mƣa hàng năm đối với các khu vực nông nghiệp khác nhau của các vùng. P là hệ số trợ giúp thực tế (support practice factor). Hệ số P là chỉ số phản ánh ảnh hƣởng của các hoạt động mà sẽ làm giảm khối lƣợng và tốc độ của nƣớc bề mặt và do vậy làm giảm khối lƣợng xói mòn. Hệ số P thể hiện tỷ số của lƣợng đất mất đi bởi các biện pháp hỗ trợ chống xói mòn nhƣ các biện pháp công trình, biện pháp canh tác theo đƣờng công tua.... Theo Wischmeier và Smith (1978) thì hệ số C là tỉ số giữa lƣợng đất mất trên một đơn vị diện tích có lớp phủ thực vật và sự quản lý của con ngƣời đối với lƣợng đất mất trên một diện tích trống tƣơng đƣơng. Hệ số C là hệ số đặc trƣng cho mức độ che phủ đất của các lớp thực phủ bề mặt, biện pháp quản lý lớp phủ, biện pháp làm đất, sinh khối đất Giá trị của C chạy từ 0 đến 1. Đối với vùng đất trống không có lớp phủ thực vật thì hệ số C đƣợc xem là bằng 1 [1]. Để xác định hệ số C, Pcho từng vùng một cách chính xác thì cần có những quan trắc lâu dài. Chúng ta có hai phƣơng pháp để tính hệ số C [33]: 38 + Phƣơng pháp khảo sát thực địa theo Wishmeir và Smith (1978). + Phƣơng pháp sử dụng bản đồ hiện trạng sử dụng đất hay ảnh vệ tinh để xây dựng lớp phủ thực vật sau đó tham khảo hệ số C của từng loại hiện trạng từ các tài liệu. Trong nghiên cứu này, hệ số C,P đƣợc nghiên cứu dựa vào phƣơng pháp thứ 2, dựa vào hai bản đồ là bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ hiện trạng rừng, tác giả xác định các hệ số C,P dựa vào các nghiên cứu của các nghiên cứu trƣớc đây của các nhà khoa học (bảng 2.3). Bảng 2. 3. Giá trị hệ số C, P của một số loại hình sử dụng đất và thảm thực vật Loại hình sử dụng đất và thảm thực vật Hệ số xói mòn do canh tác (C) Hệ số xói mòn do quản lý Hệ số xói mòn do canh tác và quản lý (CxP) Độ dốc (0) P Rừng giàu 0,00047 0-90 1,00 0,00047 Rừng trung bình 0,00095 0,00095 Rừng nghèo 0,00230 0,00230 Rừng hỗn giao 0,00120 0,00120 Rừng tre nứa 0,00125 0,00125 Rừng phục hồi tái sinh 0,00202 0,00202 Rừng non có trữ lƣợng 0,00212 0,00212 Rừng non không có trữ lƣợng 0,00235 0,00235 Rừng trồng 0,00235 0,00235 Đất chƣa sử dụng: Đất trồng cỏ 0,30000 15-25 0,25 0,07500 39 Đất trống có cây bụi 0,10000 0,15 0,01500 Đất trống có cây gỗ rải rác 0,05000 0,055 0,00275 Đất NN, trồng cây lâu năm: 0,00120 0-90 1,00 0,00120 Đất NN, trồng cây hàng năm 0,30000 15-20 0,26 0,07800 Đất phi nông nghiệp 0 0 0 Núi đá 0 0 0 Sông, suối, hồ, đập 0 0 0 (Nguồn: Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp) [37] 2.3.3.5. Xây dựng bản đồ nguy cơ xói mòn đất a. Các bƣớc tiến hành Nhƣ đã nói ở trên, nguyên tắc tính toán lƣợng xói mòn đất đƣợc tính theo phƣơng trình mất đất phổ dụng (USLE) do Wischmeier và Smith xây dựng năm 1978 [37]: A = R x K x (L x S) x (C x P) Trong đó: A: Lƣợng đất mất hàng năm (tấn/ha). R: Hệ số xói mòn do mƣa. K: Hệ số mẫn cảm của đất đối với xói mòn. L: Hệ số xói mòn của chiều dài sƣờn dốc. S: Hệ số xói mòn của độ dốc. C: Hệ số bảo vệ đất của thảm thực vật, cây trồng và hệ thống canh tác. P: Hệ số bảo vệ đất của các công trình chống xói mòn . Vì vậy, sau khi 4 loại bản đồ chuyên đề: R, K, (L x S), (C x P) đã đƣợc số hóa và lƣu trữ nhƣ các lớp bản đồ khác nhau trong hệ thống thông tin địa lý (GIS). Chúng sẽ đƣợc chồng xếp lên nhau và tạo thành các khoanh (polygon) chứa 4 thuộc tính là R, K, (L x S), (C x P). Thuộc tính thứ 5 là bản đồ xói mòn đất (A) đƣợc tính theo công thức trên. 40 Bắt đầu Lớp phủ Tính hệ số C Đất Hệ số K C grid K grid Dòng chảy LS grid Phân chia nƣớc Phân chia nƣớc grid Dòng chảy grid Tính toán MUSLE Lƣợng trầm tích thu đƣợc Sản lƣợng trầm tích grid Sản lƣợng trầm tích grid Hƣớng dòng chảy grid Sản lƣợng trầm tích tích tụ Trầm tích tích tụ grid Tổng lƣợng trầm tích thu đƣợc Tổng lƣợng mất đất Kết thúc Hệ số LS Hình 2. 5. Quy trình đánh giá xói mòn đất theo mô hình USLE [8] 41 b. Phân loại mức độ xói mòn Sau khi lƣợng đất mất hàng năm (A) đã đƣợc xác định sẽ đƣa về 1 trong số 7 mức độ xói mòn sau, để tạo thành bản đồ xói mòn đất [37] 1 - Rất yếu (< 5 tấn/ha/năm). 2 - Yếu (5-20 tấn/ha/năm). 3 - Trung bình (21-50 tấn/ha/năm). 4 - Hơi mạnh (51-100 tấn/ha/năm). 5 - Mạnh (101-150 tấn/ha/năm). 6 - Rất mạnh (151-200 tấn/ha/năm). 7 - Mãnh liệt (> 200 tấn/ha/năm). c. Thể hiện trên bản đồ Mỗi cấp xói mòn đƣợc thể hiện bằng một màu khác nhau trên bản đồ. Thông thƣờng dùng màu theo thứ tự, từ cấp rất yếu (màu lạnh) tăng dần đến cấp mãnh liệt (màu nóng). 1 - Rất yếu: Xanh lá mạ. 2 - Yếu: Xanh lá cây. 3 - Trung bình: Vàng. 4 - Hơi mạnh: Da cam. 5 - Mạnh: Hồng. 6 - Rất mạnh: Đỏ. 7 – Mãnh liệt: Tím đỏ. 42 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ảnh hƣởng đến xói mòn đất tại vùng nghiên cứu 3.1.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên 3.1.1.1. Vị trí địa lý và ranh giới hành chính Quản Bạ là huyện vùng núi cao của tỉnh Hà Giang, có toạ độ địa lý nằm trong khoảng 22o57’ đến 23o10’ Vĩ độ Bắc và 104o40’30” đến 105o Kinh độ Đông, toàn huyện nằm trên cao nguyên đá vôi Đồng Văn. Trung tâm huyện lỵ là thị trấn Tam Sơn cách thị xã Hà Giang khoảng 50km về phía Nam. - Phía Bắc và phía Tây giáp tỉnh Vân Nam - Trung Quốc - Phía Đông và Đông Bắc giáp huyện Yên Minh - Phía Nam giáp huyện Vị Xuyên Với vị trí nhƣ trên, Quản Bạ có nhiều thuận lợi cho sự phát triển kinh tế xã hội của huyện. Hình 3. 1. Sơ đồ ranh giới hành chính huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang 43 Quản Bạ có 5 xã biên giới với 46km đƣờng biên giới với nƣớc Trung Quốc, có vị trí chiến lƣợc quan trọng và có ý nghĩa to lớn về an ninh quốc phòng không chỉ đối với Hà Giang mà đối với toàn quốc. Vị trí địa lý thuận lợi là yếu tố phát triển quan trọng và là một trong các tiềm lực to lớn cần đƣợc phát huy một cách triệt để nhằm phục vụ phát triển kinh tế xã hội của huyện nói chung và phát triển nông nghiệp nông thôn nói riêng. 3.1.1.2. Địa hình Huyện Quản Bạ nằm trong vùng núi cao của tỉnh Hà Giang, nằm trên cao nguyên Đồng Văn. Nơi thấp nhất là Đông Hà nằm dọc theo sông Miện có độ cao so với mặt biển là 440m. Nhìn chung địa hình huyện Quản Bạ có 4 loại sau: - Địa hình núi cao: phân bố ở các xã Nghĩa Thuận, Cao Mã Pờ, Tùng Vài, Tả Ván, Bát Đại Sơn với độ cao thay đổi từ 900 – 1.800m. Địa hình chia cắt mạnh, độ dốc phần lớn trên 25o, nhiều nơi có đá mẹ lộ đầu thành cụm. - Địa hình núi thấp: phân bố chủ yếu tại các xã Quyết Tiến, Đông Hà, Quản Bạ, Thanh Vân với độ cao dƣới 900m. Địa hình chia cắt mạnh, nhiều khu vực có độ dốc trên 25o, một số khu vực có địa hình chia cắt yếu, độ dốc dƣới 25o. - Địa hình thung lũng: phân bố chủ yếu dọc sông Miện thuộc địa bàn các xã Đông Hà, Lùng Tám, Tùng Vài, Quản Bạ, Thái An, TT Tam Sơn đƣợc tạo bởi xung quanh là các núi cao thấp khác nhau. Loại địa hình này tƣơng đối bằng phẳng. - Địa hình castơ: phân bố chủ yếu ở các xã Thanh Vân, Thuận Hoà, Cao Mã Pờ đƣợc tạo bởi chủ yếu là các dãy núi đá vôi. Địa hình phức tạp, độ dốc lớn, chia cắt mạnh gây rất nhiều khó khăn cho việc đi lại, sản xuất và sinh hoạt của nhân dân. Tình trạng thiếu nƣớc rất phổ biến, đặc biệt trong những tháng mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Nhìn chung địa hình thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam. 3.1.1.3. Khí hậu Huyện Quản Bạ chịu ảnh hƣởng của khí hậu vùng Đông Bắc, với chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa, do nằm sâu trong lục địa nên ảnh hƣởng của mƣa bão trong mùa hè và gió mùa đông bắc trong mùa đông kém hơn các nơi khác thuộc vùng đồng bằng Bắc Bộ. 44 Chế độ gió có sự tƣơng phản rõ: mùa hè có gió mùa đông nam, tây nam kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, thời tiết nóng ẩm, mƣa nhiều. Gió mùa đông bắc kéo dài từ thàng 11 đến tháng 3 năm sau, thời tiết lạnh, khô, ít mƣa. - Nhiệt độ không khí trung bình năm: 15,7oC - Nhiệt độ cao nhất trung bình năm 19,7oC - Nhiệt độ thấp nhất trung bình năm 13oC - Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối 30,5 oC - Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối -5,6oC - Độ ẩm không khí bình quân năm 84% - Số giờ nắng trung bình năm 1.407 giờ - Số ngày có sƣong mù năm từ 43 – 58 ngày - Lƣợng mƣa bình quân/năm 1.745m tập trung chủ yếu từ tháng 5 – tháng 9. Do địa hình dốc, đá vôi nên khả năng giữ nƣớc rất hạn chế, nguồn nƣớc mặt rất khan hiếm. Nhìn chung, Quản Bạ có điều kiện khí hậu thuận lợi cho phát triển nền nông nghiệp đa dạng và phong phú. Mùa đông với khí hậu khô lạnh làm cho vụ đông trở thành vụ chính có thể trồng đƣợc nhiều loại rau màu ngắn ngày cho giá trị cao. Yếu tố hạn chế nhất đối với sử dụng đất là mƣa lớn tập trung theo mùa thƣờng gây xói mòn, thoái hoá và sạt lở ở những nơi có địa hình dốc. 3.1.1.4. Thủy Văn Sông Miện là sông lớn nhất của huyện Quản Bạ. Sông đƣợc bắt nguồn từ Vân Nam, Trung Quốc chảy qua địa phận huyện Quản Bạ và các xã Bát Đại Sơn, Cán Tỷ, Lùng Tám, Đông Hà, Thái An với chiều dài hơn 40km. Lƣợng mƣa bình quân/năm 1.745mm tập trung chủ yếu từ tháng 5 đến tháng 9. Các hệ thống suối nhỏ trong vùng nghiên cứu có độ dốc lớn và dòng chảy mạnh, có ảnh hƣởng rất lớn đến mức độ xói mòn đất. 45 3.1.1.5. Đặc điểm địa chất Từ góc độ khoa học địa chất và giá trị Di sản địa chất, thị trấn Tam Sơn của huyện Quản Bạ là một thung lũng kiến tạo đƣợc hình thành do hoạt động của đứt gãy thuận Quản Bạ phƣơng Tây Bắc -Đông Nam, xảy ra trong vỏ Trái Đất vào Trias sớm, cách đây khoảng 250 triệu năm, cắt qua đá vôi tuổi Devon hệ tầng Khao Lộc. Trong giai đoạn Tân kiến tạo (cách đây khoảng 32 triệu năm), đứt gãy Quản Bạ tái hoạt động với cơ chế trƣợt bằng trái. Mặt trƣợt đứt gãy Quản Bạ có phƣơng Tây Bắc - Đông Nam, dốc đứng, cắt qua đới dăm vôi tuổi Devon sớm ở ngay sát Quốc lộ 4C khu vực phía Đông Nam thị trấn Tam Sơn và những nếp uốn nhỏ, dựng đứng ở ngay dƣới chân chòi quan sát Núi Đôi là những dấu tích pha hoạt động cuối cùng của đứt gãy Quản Bạ trong giai đoạn Tân kiến tạo (cách ngày nay khoảng 5 triệu năm đến hiện đại) còn lại đến ngày nay. Mặt trƣợt đứt gãy Quản Bạ, những nếp uốn nhỏ và đới dăm kết vôi ở khu vực Thị trấn Tam Sơn chính là những giáo cụ trực quan thiên tạo sinh động nhất giúp quí khách có thể hình dung đƣợc những hoạt động kiến tạo mãnh liệt đã xảy ra trong lịch sử xa xƣa của Trái đất. Đứt gãy Quản Bạ cũng chính là ranh giới giữa phức nếp lồi ở phía Tây Nam và phức nếp lõm ở phía Đông Bắc của khu vực. Kết quả của những quá trình địa chất vô cùng phức tạp đã tạo ra ở đây những cảnh quan độc đáo nhƣ: thung lũng đứt gãy Quản Bạ, các bề mặt san bằng, đƣợc quan sát rất rõ từ Cồng Trời Quản Bạ hoặc từ chòi quan sát Núi Đôi, các chóp đá vôi tách rời kiểu fenglin, các rừng đá (thạch lâm), ruộng bậc thang trên thềm travertine, địa hình núi đơn nghiêng (cuesta), những thác nƣớc thật thơ mộng vào mùa mƣa v.v. Thung lũng Quản Bạ đƣợc cấu tạo chủ yếu bởi các đá dăm kết vôi có độ gắn kết kém, là sản phẩm của hoạt động đứt gãy Quản Bạ. Giữa vùng địa hình thấp của thung lũng Quản Bạ nổi lên một số chỏm núi đá vôi mà kỳ diệu nhất trong số đó chính là một kiệt tác của thiên nhiên mang tên "Núi Đôi" nổi tiếng đã tạo cho thung lũng Quản Bạ một cảnh quan độc nhất vô nhị hết sức hấp dẫn, một "Tòa Thiên Nhiên" giữa lòng thung lũng mang đầy huyền thoại, thu hút du khách gần xa đến chiêm ngƣỡng. 46 Núi Đôi thực chất là sản phẩm của quá trình rửa trôi, bào mòn đều đặn tập dăm kết vôi có độ gắn kết kém nằm trong đới phá hủy của đứt gãy Quản Bạ - Hƣơng Chà mà pha hoạt động cuối cùng của nó xảy ra cách ngày nay khoảng hơn 5 triệu năm. Đây là một dạng cảnh quan karst dạng đồi độc đáo của Công viên địa chất Cao nguyên đá Đồng Văn. Vì thông thƣờng, địa hình đá vôi thƣờng lởm chởm, gồ ghề do quá trình karst hóa, bào mòn rửa lũa không đều trên bề mặt của đá vôi. Nhƣng ngƣợc lại, hình dáng của Núi Đôi lại mang nét mềm mại và tròn trịa theo dạng bát úp giống nhƣ địa hình đồi ở các vùng đá lục nguyên. Thực ra, cả