Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng mô hình swat đánh giá mức độ xói mòn đất và vận chuyển bùn cát do dòng chảy tràn mặt đến bồi lắng đầm lập an, tỉnh thừa thiên huế

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ luận văn nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đƣợc cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đƣợc trích dẫn rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Bùi Ngọc Quỳnh i LỜI CẢM ƠN Trong quá trình điều tra, thu thập, nghiên cứu để hoàn thiện luận văn, tôi đã nhận đƣợc sự hƣớng dẫn, giúp đỡ tận tình, quý báu của các nhà khoa học, của các cơ quan, tổ chức, cá nhân có sự hiểu biết về lĩnh vực nghiên cứu. Tôi xin đƣợc bày tỏ sự cảm ơn chân thành nhất tới 02 giáo viên hƣớng dẫn khoa học TS. Nguyễn Lê Tuấn và PGS.TS Phạm Thị Hƣơng Lan đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự góp ý chân thành của các thầy giáo, cô giáo trong khoa Thủy Văn và Tài nguyên nƣớc - trƣờng Đại học Thủy Lợi, các anh chị trong Viện Nghiên cứu biển và hải đảo, Viện Nghiên cứu Tài nguyên nƣớc và Môi trƣờng… đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin đƣợc gửi lời cảm ơn sâu sắc tới sự hỗ trợ của đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ tỉnh Thừa Thiên Huế TTH.2014-KC.06, “Nghiên cứu sự bồi lắng đầm Lập An, tỉnh Thừa Thiên Huế” của TS. Nguyễn Lê Tuấn (2014-2017), Viện Nghiên cứu biển và hải đảo. Sau cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, những ngƣời thân, đồng nghiệp và bạn bè đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất. Song do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy rất mong nhận đƣợc sự góp ý của các Thầy, Cô và các bạn để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn. Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày ..... tháng ..... năm 2017 Tác giả luận văn Bùi Ngọc Quỳnh ii MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................ v DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................... vi MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của Đề tài .............................................................................................. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................... 2 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 2 4. Nội dung nghiên cứu và dự kiến kết quả đạt đƣợc ...................................................... 2 5. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................. 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................... 5 1.1. Xói mòn đất .............................................................................................................. 5 1.1.1. Khái niệm xói mòn đất ............................................................................................... 5 1.1.2. Các nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn đất.................................................................... 5 1.1.2.1. Yếu tố khí hậu ............................................................................................. 6 1.1.2.2. Yếu tố địa hình ............................................................................................ 6 1.1.2.3. Yếu tố thổ nhưỡng....................................................................................... 6 1.1.2.4. Thảm thực vật ............................................................................................. 7 1.1.2.5. Hoạt động của con người ...........................................................................8 1.1.3. Phân loại xói mòn đất ................................................................................................ 8 1.2. Sự bồi lắng ................................................................................................................ 9 1.2.1. Định nghĩa................................................................................................................... 9 1.2.2. Ảnh hưởng của sự bồi lắng ........................................................................................ 9 1.3. Tổng quan các công trình nghiên cứu xói mòn, bồi lắng trên thế giới và ở Việt Nam10 1.3.1. Trên thế giới .............................................................................................................. 10 1.3.2. Tại Việt Nam ............................................................................................................. 12 1.4. Giới thiệu về lƣu vực đầm Lập An ......................................................................... 14 1.4.1. Vị trí địa lý ................................................................................................................ 14 1.4.2. Đặc điểm địa hình .................................................................................................... 15 1.4.3. Đặc điểm thổ nhưỡng, thảm thực vật ...................................................................... 16 1.4.3.1. Thổ nhưỡng ............................................................................................... 16 1.4.3.2. Thảm thực vật ........................................................................................... 16 1.4.4. Đặc điểm khí hậu, thủy văn, thủy triều ................................................................... 19 1.4.4.1. Đặc điểm khí hậu ...................................................................................... 19 1.4.4.2. Đặc điểm thủy văn và thủy triều ............................................................... 24 1.4.5. Tình hình dân sinh, kinh tế ....................................................................................... 26 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP TIẾP CẬN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................... 28 2.1. Tổng quan các phƣơng pháp nghiên cứu đƣợc sử dụng trong luận văn ................. 28 2.1.1. Phương pháp thu thập thông tin, kế thừa các tài liệu, số liệu đã có ..................... 28 2.1.2. Phương pháp phân tích, thống kê thủy văn ............................................................ 28 2.1.3. Phương pháp điều tra, khảo sát ngoài hiện trường ............................................... 29 iii 2.1.4. Phương pháp bản đồ và hệ thống thông tin địa lý (GIS) ....................................... 29 2.1.5. Phương pháp mô hình toán...................................................................................... 29 2.2. Giới thiệu mô hình SWAT ..................................................................................... 30 2.2.1. Tổng quan ................................................................................................................. 30 2.2.2. Nguyên lý mô phỏng ................................................................................................. 32 2.2.3. Phương pháp tính toán trong mô hình SWAT ........................................................ 35 2.2.4. Thông số mô hình SWAT .......................................................................................... 57 2.2.5. Ứng dụng mô hình SWAT ........................................................................................ 59 2.2.5.1. Chuẩn bị dữ liệu đầu vào .........................................................................59 2.2.5.2. Thiết lập mô hình ...................................................................................... 61 2.2.5.3. Đánh giá hiệu quả mô hình ......................................................................62 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWAT TÍNH TOÁN MỨC ĐỘ XÓI MÕN ĐẤT VÀ VẬN CHUYỂN BÙN CÁT DO DÕNG CHẢY TRÀN MẶT ĐẾN BỒI LẮNG ĐẦM LẬP AN ................................................................................. 64 3.1. Hiệu chỉnh thông số, kiểm định mô hình SWAT ................................................... 64 3.1.1. Lựa chọn lưu vực tương tự....................................................................................... 64 3.1.2. Thiết lập mô hình SWAT cho lưu vực tương tự ...................................................... 66 3.1.3. Hiệu chỉnh thông số mô hình ................................................................................... 68 3.1.4. Kiểm định mô hình ................................................................................................... 70 3.2. Mô phỏng tính toán xói mòn đất và vận chuyển bùn cát đến đầm Lập An ............ 70 3.2.1. Phạm vi tính toán ...................................................................................................... 70 3.2.1.1. Dữ liệu không gian ...................................................................................70 3.2.1.2. Dữ liệu khí tượng, thủy văn ......................................................................73 3.2.2. Thiết lập mô hình SWAT cho lưu vực đầm Lập An ................................................ 74 3.2.2.1. Thiết lập mô hình SWAT ...........................................................................74 3.2.2.2. Hiện trạng các sông suối nhập lưu vào đầm Lập An ............................... 75 3.2.3. Đánh giá mức độ xói mòn đất và vận chuyển bùn cát do dòng chảy tràn mặt đến bồi lắng đầm Lập An........................................................................................................... 77 3.2.3.1. Đánh giá mức độ xói mòn đất ..................................................................77 3.2.3.2. Đánh giá nồng độ bùn cát trong các sông suối nhập lưu vào đầm Lập An ............................................................................................................................... 79 3.2.3.3. Đánh giá lượng bùn cát vận chuyển vào đầm Lập An ............................. 81 3.2.4. Đề xuất giải pháp hạn chế hiện tượng bồi lắng cho đầm Lập An ......................... 83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 85 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ .......................................... 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 88 PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 90 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1. Sơ đồ cách tiếp cận vấn đề nghiên cứu .............................................................. 3 Hình 1. 1. Vị trí địa lý đầm Lập An...............................................................................15 Hình 1. 2. Địa hình khu vực đầm Lập An .....................................................................16 Hình 1. 3. Biến động lƣợng mƣa qua các tháng trong năm tại một số trạm khí tƣợng .22 Hình 1. 4. Mạng lƣới trạm khí tƣợng – thủy văn tỉnh Thừa Thiên Huế ........................ 22 Hình 2. 1. Các quá trình thủy văn trên lƣu vực ............................................................. 31 Hình 2. 2. Sơ đồ chu trình thủy văn trong pha lƣu vực .................................................34 Hình 2. 3. Sơ đồ các quá trình diễn ra trong lòng dẫn ...................................................35 Hình 2. 4. Mối liên hệ giữa dòng chảy và mƣa trong phƣơng pháp đƣờng cong SCS .37 Hình 2. 5. Sự khác nhau giữa phân phối độ ẩm theo chiều sâu mô phỏng theo phƣơng trình Green&Ampt và trong thực tế ..............................................................................38 Hình 2. 6. Vòng lặp tính toán cho HRU/lƣu vực con ....................................................48 Hình 2. 7. Nƣớc ngầm trên lƣu vực ...............................................................................49 Hình 2. 8. Sơ đồ mô phỏng các thành phần xói mòn và bồi lắng trên lƣu vực .............57 Hình 2. 4. Tiến trình mô phỏng trong mô hình SWAT .................................................62 Hình 3. 1. Vị trí địa lý lƣu vực nghiên cứu và lƣu vực tƣơng tự ...................................65 Hình 3. 2. Các dữ liệu đầu vào mô hình SWAT trên lƣu vực tƣơng tự ........................ 67 Hình 3. 3. Kết quả so sánh đƣờng quá trình dòng chảy tính toán và thực đo tại trạm Thƣợng Nhật (Giai đoạn hiệu chỉnh) ............................................................................69 Hình 3. 4. Kết quả so sánh đƣờng quá trình dòng chảy tính toán và thực đo tại trạm Thƣợng Nhật (Giai đoạn kiểm định) .............................................................................70 Hình 3. 5. Bản đồ độ cao lƣu vực đầm Lập An ............................................................. 71 Hình 3. 6. Bản đồ sử dụng đất (2001-2010) trên lƣu vực đầm Lập An ........................ 72 Hình 3. 7. Bản đồ đất lƣu vực đầm Lập An ..................................................................73 Hình 3. 8. Phân chia tiểu lƣu vực đầm Lập An ............................................................. 75 Hình 3. 9. Vị trí các điểm nhập lƣu vào đầm Lập An ...................................................76 Hình 3. 10. Khu vực Hói Dừa và Hói Cạn ....................................................................76 Hình 3. 11. Khu vực Hói Mít và Hói Sen ......................................................................77 Hình 3. 12. Khu vực Cầu ông Huy và Khe nhỏ ............................................................ 77 Hình 3. 13. Phân vùng mức độ xói mòn đất lƣu vực đầm Lập An ................................ 79 Hình 3. 14. Phân phối nồng độ bùn cát bình quân trong năm tại các nhánh sông, suối 80 Hình 3. 15. Tỷ lệ % tổng lƣợng bùn cát bình quân theo mùa .......................................82 v DANH MỤC BẢNG Bảng 1. 1. Tổng hợp một số phƣơng pháp đánh giá xói mòn bồi lắng trên thế giới .....11 Bảng 1. 2. Một số đặc trƣng về khí hậu ở Huế, Nam Đông và Phú Lộc [1] .................20 Bảng 1. 3. Lƣợng mƣa năm bình quân (1977 – 2015) tại một số trạm khí tƣợng .........21 Bảng 1. 4. Tỷ trọng % lƣợng mƣa mùa, thời kỳ mƣa nhiều nhất và ít nhất so với tổng lƣợng mƣa năm [1] ........................................................................................................23 Bảng 3. 1. Đặc điểm 2 lƣu vực: Lập An và Thƣợng Nhật ............................................66 Bảng 3. 2. Dữ liệu đầu vào của mô hình SWAT ........................................................... 66 Bảng 3. 3. Đặc trƣng các tiểu lƣu vực – Lƣu vực Thƣợng Nhật [8] ............................. 68 Bảng 3. 4. Kết quả hiệu chỉnh 07 thông số đƣợc lựa chọn trong SWAT-CUP 2012 ....69 Bảng 3. 5. Thông tin các trạm khí tƣợng, thủy văn trên lƣu vực và lân cận .................74 Bảng 3. 6. Đặc trƣng các lƣu vực con ...........................................................................74 Bảng 3. 7. Các sông suối nhập lƣu vào đầm Lập An [8] ...............................................76 Bảng 3. 8. Phân loại mức độ xói mòn đất .....................................................................77 Bảng 3. 9. Lƣợng đất xói mòn bình quân tại các tiểu lƣu vực ......................................78 Bảng 3. 10. Bảng phân cấp mức độ xói mòn đất trên 06 tiểu lƣu vực đầm Lập An .....78 Bảng 3. 11. Nồng độ bùn cát bình quân trong các nhánh sông, suối ............................ 79 Bảng 3. 12. Phân phối tổng lƣợng bùn cát bình quân tại các tiểu lƣu vực [8] ..............81 Bảng 3. 13. Tổng lƣợng bùn cát bình quân năm tại cửa ra các tiểu lƣu vực .................81 vi MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của Đề tài Đầm Lập An (còn có tên là An Cƣ hoặc Lăng Cô) là thuỷ vực biệt lập, có chiều dài theo hƣớng Bắc – Nam khoảng 5-6 km, chiều rộng 2-4 km. Chiều sâu đầm phổ biến trong khoảng từ 1 đến 3 m. Tại vùng cửa đầm có lạch sâu tới 10 m, nối liền đầm với vùng biển bên ngoài. Đây là một trong những đầm nƣớc lợ, có cảnh đẹp nên thơ, nổi tiếng trong hệ thống đầm phá phong phú của Thừa Thiên Huế. Với diện tích mặt nƣớc khoảng 16,17 km2, chiếm 15,2% diện tích tự nhiên của thị trấn Lăng Cô (huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên Huế), đầm Lập An có nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng phong phú và đa dạng. Đầm nằm ở khu vực gần bờ biển, đƣờng quốc lộ 1A, cảng nƣớc sâu Chân Mây với núi đồi, đồng bằng và mặt nƣớc. Với vị trí địa lý phù hợp, nƣớc trong sạch, đầm Lập An rất phù hợp để phát triển du lịch sinh thái và đánh bắt, nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là hàu. Khai thác, sử dụng các tài nguyên của đầm Lập An là sinh kế quan trọng nhất của cộng đồng trên 12.000 dân địa phƣơng. Các hoạt động kinh tế quan trọng nhất của ngƣời dân quanh đầm Lập An là dịch vụ du lịch, buôn bán nhỏ, ngƣ nghiệp, nông nghiệp kết hợp tiểu thủ công nghiệp. Trong đó, một trong những nghề đem lại nguồn thu nhập khá lớn cho cƣ dân địa phƣơng, đặc biệt là cƣ dân thôn Lập An là nghề khai thác vỏ nhuyễn thể để nung vôi. Đây là một nghề có lịch sử phát triển đã lâu, ít nhất qua ba đời của ngƣời dân địa phƣơng. Trong những năm gần đây, đầm Lập An bị thay đổi mạnh địa hình đáy, đặc biệt là bị bồi lấp nghiêm trọng. Theo Nguyễn Văn Canh và nnk (2006), các hoạt động đào xới lòng hồ để khai thác hàu vôi cùng với các yếu tố động lực (nhƣ dòng chảy, sóng, gió, thủy triều,...) đã làm xáo trộn phân bố trầm tích, gây bồi lấp, làm cạn lòng đầm ở một số vị trí cũng nhƣ tạo ra các hố sâu tại các vị trí khác. Ngoài các hoạt động nhân sinh kinh tế - xã hội, nƣớc mƣa mang theo bùn cát rửa trôi từ trên sƣờn núi cũng đóng góp đáng kể vào việc bồi lắng lòng đầm. Với các nguyên nhân nêu trên, trong những năm gần đây, lòng đầm càng ngày càng nông và bị thu hẹp lại, ảnh hƣởng rất lớn tới các hoạt động kinh tế - xã hội của ngƣời dân và môi trƣờng sinh thái [5]. 1 Chính vì vậy, để làm rõ hơn ảnh hƣởng của việc xói mòn mặt đất và vận chuyển bùn cát do dòng chảy tràn bề mặt đến bồi lắng đầm Lập An, luận văn “Nghiên cứu ứng dụng mô hình SWAT đánh giá mức độ xói mòn đất và vận chuyển bùn cát do dòng chảy tràn mặt đến bồi lắng đầm Lập An, tỉnh Thừa Thiên Huế” đã đƣợc hình thành với mục tiêu nhằm đánh giá các nguyên nhân thủy văn tác động đến sự bồi lắng đầm, đánh giá tác động đến môi trƣờng sinh thái và đời sống con ngƣời, từ đó đƣa ra các giải pháp hạn chế bồi lắng, cải thiện và phục hồi tài nguyên môi trƣờng nƣớc ở vùng này. 2. Mục tiêu nghiên cứu Đề tài đƣợc thực hiện với các mục tiêu sau: - Nghiên cứu ứng dụng mô hình SWAT để tính toán mức độ xói mòn đất và vận chuyển bùn cát đến bồi lắng đầm Lập An; - Đề xuất một số giải pháp hạn chế hiện tƣợng bồi lắng khu vực đầm Lập An. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng nghiên cứu: Mức độ xói mòn mặt đất và vận chuyển bùn cát do dòng chảy tràn mặt đến bồi lắng đầm Lập An. - Phạm vi nghiên cứu: Lƣu vực đầm Lập An, tỉnh Thừa Thiên Huế. 4. Nội dung nghiên cứu và dự kiến kết quả đạt đƣợc Dựa vào các mục tiêu đã đƣa ra, đề tài sẽ cần thực hiện các nội dung sau: - Nghiên cứu lý thuyết về xói mòn và bồi lắng, tổng quan các công trình nghiên cứu về xói mòn và bồi lắng trên thế giới và ở Việt Nam. - Thu thập, tổng hợp các thông tin, dữ liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, điều kiện khí tƣợng thủy văn trên lƣu vực đầm Lập An và lân cận. - Xây dựng các lớp bản đồ và dữ liệu đầu vào cho mô hình SWAT: dữ liệu DEM, dữ liệu sử dụng đất, dữ liệu thổ nhƣỡng, các bảng dữ liệu thời tiết nhƣ: mƣa, nhiệt độ không khí. - Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình SWAT: Do trên lƣu vực đầm Lập An không có trạm thủy văn quan trắc lƣu lƣợng và dòng chảy bùn cát nên không thể tiến hành hiệu chỉnh, kiểm định khả năng hiệu quả của mô hình. Vì vậy, nghiên cứu tiến hành hiệu chỉnh và kiểm định thông số mô hình SWAT cho lƣu vực tƣơng tự, sau đó sử dụng bộ thông số xác định đƣợc để áp dụng cho lƣu vực đầm Lập An. 2 - Mô phỏng tính toán, đánh giá mức độ xói mòn và vận chuyển bùn cát do dòng chảy tràn mặt đến bồi lắng đầm Lập An: Việc mô phỏng tính toán, đánh giá mức độ xói mòn và vận chuyển bùn cát đƣợc thực hiện trên 06 tiểu lƣu vực (06 khe suối) nhập lƣu vào đầm Lập An. - Đề xuất giải pháp hạn chế xói mòn và bồi lắng cho lƣu vực đầm Lập An: Việc đề xuất các giải pháp sẽ dựa trên kết quả nghiên cứu tính toán mức độ xói mòn từ mô hình SWAT và căn cứ vào hiện trạng về điều kiện tự nhiên, thảm phủ thực vật trên lƣu vực... 5. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu 5.1. Cách tiếp cận Hiện nay việc thoát nƣớc mƣa trên lƣu vực đầm Lập An vẫn đƣợc thoát theo mặt đất tự nhiên, phần thì ngấm xuống đất, phần thì theo mặt dốc chảy theo các khe tụ nƣớc về các sông, suối đổ xuống đầm Lập An. Với vị trí nằm trong vùng khí hậu ven biển Bắc miền Trung, khu vực đầm Lập An là một trong những vùng mƣa lớn trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế và cả nƣớc, lƣợng mƣa năm ở đây dao động trong khoảng 3.400 – 4.000 mm. Vì vậy, mƣa lớn gây xói mòn đất trên lƣu vực, mang theo bùn cát rửa trôi từ trên vùng đồi núi và tập trung vào dòng chảy trong sông suối, sau đó vận chuyển đến cửa ra và gây bồi lắng lòng đầm Lập An. Xuất phát từ tình hình thực tế trên đây, đề tài sẽ sử dụng cách tiếp cận vấn đề nghiên cứu trên cơ sở các quá trình xảy ra trên bề mặt lƣu vực và lòng dẫn nhƣ đƣợc trình bày tại hình 1. Hình 1. Sơ đồ cách tiếp cận vấn đề nghiên cứu 3 5.2. Phương pháp nghiên cứu Để đạt đƣợc mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu ở trên, luận văn đã sử dụng tổng hợp các phƣơng pháp nghiên cứu truyền thống và hiện đại sau đây: - Phƣơng pháp thu thập thông tin, kế thừa các tài liệu, số liệu đã có; - Phƣơng pháp phân tích, thống kê thủy văn; - Phƣơng pháp điều tra khảo sát ngoài hiện trƣờng; - Phƣơng pháp bản đồ và hệ thống thông tin địa lý (GIS); - Phƣơng pháp mô hình toán. 4 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Xói mòn đất 1.1.1. Khái niệm xói mòn đất Xói mòn đất hiện nay có nhiều định nghĩa khác nhau: Theo Ellison (1944): “Xói mòn là hiện tƣợng di chuyển đất bởi nƣớc mƣa, bởi gió dƣới tác động của trọng lực lên bề mặt của đất. Xói mòn đất đƣợc xem nhƣ là một hàm số với biến số là loại đất, độ dốc địa hình, mật độ che phủ của thảm thực vật, lƣợng mƣa và cƣờng độ mƣa”. Theo Rattan Lal (1990): “Xói mòn đất là sự mang đi lớp đất mặt do dòng chảy, tuyết tan hoặc các tác nhân địa chất khác bao gồm cả quá trình sạt lở do trọng lực”. Cũng dựa trên yếu tố trọng lực, tác giả Cao Đăng Dƣ (1992) có quan niệm cho rằng quá trình xói mòn, trƣợt lở, bồi lấp thực chất là quá trình phân bố lại vật chất dƣới ảnh hƣởng của trọng lực, xảy ra khắp nơi và bị chi phối bởi yếu tố địa hình. Theo Tổ chức FAO (1994): “Xói mòn là hiện tƣợng các phần tử mảnh, cục và có khi cả lớp bề mặt đất bị bào mòn, cuốn trôi do sức gió và sức nƣớc”. Theo cách tiếp cận khác khi nghiên cứu về lớp phủ thực vật của các tác giả Nguyễn Quang Mỹ và Nguyễn Tứ Dần (1986) cho rằng: “Xói mòn là một quá trình động lực phá hủy độ màu mỡ của đất, làm mất trạng thái cân bằng của cả vùng bị xói mòn lẫn vùng bị bồi tụ”. Nhƣ vậy, xói mòn đất là hiện tƣợng các cấp hạt đất, cục đất, có khi cả lớp đất bề mặt bị bào mòn, cuốn trôi do sức gió, sức nƣớc và một số hoạt động khác của con ngƣời. Xói mòn đất đƣợc biểu hiện bằng hai hình thức chủ yếu là xói mòn bề mặt và xói mòn rãnh. 1.1.2. Các nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn đất Theo kết quả nghiên cứu xói mòn đất của các nhà khoa học (Ellision 1944, Wishmeier và Smith 1978, …) thì các yếu tố ảnh hƣởng đến xói mòn đất (chủ yếu là xói mòn do nƣớc) bao gồm: khí hậu (mƣa), địa hình, thổ nhƣỡng, thảm phủ bề mặt và hoạt động của con ngƣời. 5 1.1.2.1. Yếu tố khí hậu Yếu tố khí hậu chính là mƣa và gió. Ở Việt Nam, mƣa là yếu tố khí hậu quan trọng nhất. Gió ảnh hƣởng đến xói mòn chủ yếu thông qua hƣớng gió và tốc độ gió, gió cũng ảnh hƣởng đến tốc độ thoát hơi nƣớc và ẩm độ đất. Lƣợng mƣa, cƣờng độ mƣa, và sự phân bố mƣa sẽ quyết định đến lực phân tán các hạt của đất, đến lƣợng nƣớc và tốc độ của nƣớc chảy tràn. Tổng lƣợng mƣa cao chƣa hẳn gây xói mòn mạnh hơn cƣờng độ mƣa cao. Thời gian mƣa ngắn cũng hạn chế xói mòn do không đủ lƣợng nƣớc hình thành dòng chảy. Khi cƣờng độ mƣa cao, thời gian mƣa kéo dài, xói mòn rất nghiêm trọng. Điều này đặc biệt nghiêm trọng sau khi thu hoạch hay ngay sau làm đất cho cây trồng vụ sau. 1.1.2.2. Yếu tố địa hình Độ dốc và chiều dài sƣờn dốc là 2 thành phần ảnh hƣởng đến chảy tràn và xói mòn. Độ dốc càng lớn, mức độ xói mòn càng cao. Theo nguyên tắc, chiều dài sƣờn dốc càng dài, tốc độ dòng chảy càng tăng, nhƣng thực tế, đất có tính thấm và không thật bằng phẳng nên sƣờn dốc càng dài, lƣợng nƣớc chảy tràn lại giảm. Chảy tràn chịu ảnh hƣởng bởi lƣu lƣợng và tốc độ dòng chảy, và lƣu tốc phụ thuộc vào độ dốc. Tốc độ di chuyển càng nhanh, lực mang các vật liệu càng lớn. 1.1.2.3. Yếu tố thổ nhưỡng Các tính chất đất ảnh hƣởng đến xói mòn bao gồm các tính chất ảnh hƣởng đến tính thấm ban đầu và tính bền của cấu trúc đất nhƣ sa cấu (tỉ lệ phần trăm các cấp hạt khoáng nhƣ hạt sét, thịt, cát trong đất), chất hữu cơ, độ dốc… Đất ảnh hƣởng đến xói mòn phụ thuộc vào tốc độ thấm ban đầu và khả năng chống lại sự phân tán các hạt khi nƣớc chảy tràn. - Tính thấm ban đầu: Khả năng thấm nƣớc mƣa vào đất phụ thuộc: độ rỗng đất, ẩm độ đất trong thời gian mƣa và tính thấm xuyên suốt phẫu diện đất. Tốc độ thấm ban đầu tỉ lệ nghịch với căn bậc 2 của ẩm độ đất tại thời điểm mƣa bắt đầu. - Khả năng chống phân tán của đất: Có 2 tính chất ảnh hƣởng đến khả năng phân tán hạt. (1) Khi đất khô và đất bị nén chặt, lƣợng mƣa ban đầu sẽ có tác động tạo vữa (hỗn hợp sét và nƣớc), làm tăng tỉ trọng nƣớc chảy tràn. Khi mƣa kéo dài, phần đất bị phân tán, 6 tạo vữa, bị nƣớc cuốn trôi đi, nên chỉ cón lại tầng đất bị nén chặt, ẩm ƣớt, lƣợng huyền phù (vữa) trong nƣớc chảy tràn giảm dần theo thời gian mƣa. Tính chống chịu sự phân tán của tầng đất gia tăng theo hàm lƣợng sét. Vì vậy, khi mƣa đất bị xói mòn do sự tạo hồ vữa và tác động va đập của hạt mƣa lên mặt đất. Các vật liệu mịn bị mang đi chủ yếu trong giai đoạn này. Đất có cấu trúc càng bền chặt, càng chống lại đƣợc sự phân tán và tạo hồ vữa, nên càng giảm lƣợng huyền phù trong nƣớc chảy tràn. Tuy nhiên nếu mƣa lớn kéo dài, chảy tràn sẽ gia tăng cả lƣu lƣợng và tốc độ, sự xói mòn phụ thuộc vào khả năng liên kết giữa các thành phần hạt trên mặt và bên dƣới. Trong trƣờng hợp này, đất có cấu trúc tơi xốp có thể bị xói mòn mạnh hơn đất bị nén chặt. (2) Khi đất bão hòa, nhất là đất thịt, có tính dính thấp, nếu mƣa to, xói mòn sẽ rất nghiêm trọng. 1.1.2.4. Thảm thực vật Cản trở sự va đập trực tiếp của hạt mƣa vào đất và làm tiêu hao năng lƣợng của hạt mƣa. Ngoài ra thảm phủ thực vật hay dƣ thừa có tác dụng nhƣ là 1 đập làm chậm tốc độ dòng chảy, thúc đẩy sự lắng đọng của hạt. Tốc độ xói mòn gia tăng trên đất dốc khi làm đất và làm sạch cỏ trên các vùng đất bắt đầu đƣa vào sản xuất nông nghiệp. Khi đƣa vào chăn thả gia súc tự do, rừng bị phá. Con ngƣời là tác nhân chính làm đất thoái hóa khi đƣa đất rừng vào sản xuất nông nghiệp. Nguy cơ xói mòn cao nhất khi bắt đầu canh tác cây ngắn ngày, nhất là các vùng có nguy cơ xói mòn cao, hệ thống canh tác bỏ hóa. Một thảm phủ thực vật tốt sẽ hạn chế rất lớn tác động của mƣa, gió, nên hạn chế đƣợc xói mòn rất có ý nghĩa. Trong nông nghiệp, ta không thể luôn luôn duy trì thảm phủ cây trồng, nhƣng tác dụng của đất có canh tác hạn chế xói mòn cũng rất lớn. Các ảnh hƣởng của thực vật có thể chia thành 4 dạng: (1) Chắn mƣa do tán lá: Một phần nƣớc mƣa này đọng lại trên lá, không rơi vào đất, tiêu hao năng lƣợng hạt mƣa, giảm lực va đập lên mặt đất. Đây là tính chất quan trọng của tán lá hạn chế xói mòn đất. (2) Giảm tốc độ nƣớc chảy tràn và cắt dòng chảy: Do tán lá giữ lại 1 phần nƣớc nên làm giảm đƣợc lƣợng nƣớc chảy tràn trên mặt. Thực vật đang sinh trƣởng cũng làm 7 giảm 1 lƣợng nƣớc chảy tràn hữu hiệu nhất. Bất kỳ loại thực vật nào cũng làm cản trở dòng chảy của nƣớc. Thảm thực vật không chỉ làm giảm tốc độ dòng chảy theo độ dốc, mà còn có khuynh hƣớng ngăn chặn sự tích lũy nƣớc quá nhanh. Đây chính là tác dụng cắt dòng chảy của thảm thực vật. Khi tốc độ chảy tràn giảm do thảm thực vật, tốc độ thấm của đất phải cần nhiều thời gian để làm giảm tổng lƣợng nƣớc chảy tràn. Một thảm cỏ tốt có tác dụng cắt dòng chảy tốt. (3) Rễ cây có ảnh hƣởng đến cấu trúc đất, độ bền và các hoạt động sinh học liên quan đến sinh trƣởng thực vật nên ảnh hƣởng đến độ rỗng của đất. (4) Thoát hơi nƣớc làm giảm ẩm độ đất, tăng tính thấm. 1.1.2.5. Hoạt động của con người Nhiều kỹ thuật canh tác có thể làm gia tăng tốc độ xói mòn nhƣ du canh, đốt rừng làm rẫy, canh tác cây ngắn ngày, đồng cỏ chăn thả tự do, quản lý đất và hệ thống canh tác không hợp lý… 1.1.3. Phân loại xói mòn đất Tùy theo tác nhân gây xói mòn mà ngƣời ta có thể phân loại xói mòn nhƣ sau: (1) Xói mòn do gió Hiện tƣợng xói mòn đất do gió thƣờng xảy ra ở những vùng đất có thành phần cơ giới nhẹ nhƣ những vùng đất cát ven biển, đất vùng đồi bán khô hạn. Mức độ xói mòn do gió mạnh hay yếu phụ thuộc vào những yếu tố nhƣ: tốc độ gió, thành phần cơ giới của đất, độ ẩm đất, độ che phủ của thảm thực vật. (2) Xói mòn do nƣớc Xói mòn do nƣớc là loại xói mòn do sự công phá của những hạt mƣa đối với lớp đất mặt và sức cuốn trôi của dòng chảy trên bề mặt đất. Đây là loại xói mòn nguy hiểm cho vùng đất dốc khi không có lớp phủ thực vật, gây ra các hiện tƣợng xói mòn mặt, xói rãnh, xói khe. (3) Xói mòn do trọng lực 8 Do đặc tính vật lý của đất là có độ xốp, đất có nhiều khe hở với nhiều kích thƣớc khác nhau và do lực hút của quả đất, nên đất có khả năng di chuyển từ tầng đất trên bề mặt xuống các tầng đất sâu hơn do chính trọng lƣợng của nó hoặc có thể là đất bị trôi nhẹ theo khe, rãnh. Hay ngƣời ta còn gọi đây là hiện tƣợng rửa trôi đất theo chiều sâu của phẫu diện đất. (4) Xói mòn do các hoạt động sử dụng và quản lý đất của con ngƣời Nhịp độ tăng trƣởng kinh tế về mặt dân số và phát triển kinh tế - xã hội trong nhiều thập kỷ qua đã làm cạn kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là tài nguyên đất. Con ngƣời với các hoạt động sử dụng và quản lý đất khác nhau đã góp phần gây ra xói mòn đất, dẫn đến suy thoái đất. Các hoạt động sử dụng và quản lý đất dẫn đến xói mòn đất: Khai thác rừng không hợp lý, phá rừng làm nƣơng rẫy, canh tác nông nghiệp không bền vững, cháy rừng, chăn thả gia súc quá mức, xây dựng các công trình đƣờng xá, cầu cống, nhà cửa, đƣờng điện ở vùng núi không hợp lý, có trồng rừng nhƣng không chú ý đến hỗn loài và chọn loại cây trồng thích hợp… 1.2. Sự bồi lắng 1.2.1. Định nghĩa Theo Bengt Carsson (1998): “Bùn cát bồi lắng là lớp tích tụ của các hạt lơ lửng mà nặng hơn nƣớc”. Theo Đại học Michigan – Mỹ (2004): “Sự bồi lắng là quá trình tách ra của các hạt đất do xói mòn đƣợc lắng lại trong đất hoặc bên trong các nguồn nƣớc nhƣ: hồ, suối và đất ngập nƣớc”. Tóm lại, sự bồi lắng là quá trình tách ra của các hạt đất do xói mòn (chủ yếu là do nƣớc) và đƣợc lắng lại bên trong đất hoặc bên trong các nguồn nƣớc. 1.2.2. Ảnh hưởng của sự bồi lắng Quá trình bồi lắng và quá trình xói mòn là 2 quá trình tự nhiên tất yếu xảy ra trên lƣu vực sông và các thể vật chứa nƣớc khác. Tuy nhiên, phạm vi, mức độ và các ảnh 9 hƣởng của bồi lắng đến điều kiện tự nhiên, tài nguyên, môi trƣờng của lƣu vực ở mỗi nơi một khác. Có thể nói, bồi lắng lòng dẫn/hồ, đầm sẽ làm: - Gia tăng diện tích đất sản xuất; - Cản trở giao thông thủy; - Giảm năng lực, hiệu quả của các công trình thủy lợi; - Gây ô nhiễm môi trƣờng, góp phần gây nên dịch bệnh, gây nên thảm họa rất lớn nếu nhƣ bồi lắng xảy ra tại các cửa sông, cửa đầm làm giảm khả năng tiêu thoát nƣớc cho khu vực. 1.3. Tổng quan các công trình nghiên cứu xói mòn, bồi lắng trên thế giới và ở Việt Nam 1.3.1. Trên thế giới Xói mòn đất đã trở thành một thách thức kể từ khi con ngƣời chuyển từ ngành nông nghiệp theo kiểu du canh du cƣ sang ngành nông nghiệp định cƣ. Một trong số những biện pháp cố gắng kiểm soát xói mòn đầu tiên trên thế giới là việc xây dựng các ruộng bậc thang trên đất dốc. Theo Baver (1939), các nghiên cứu đầu tiên về xói mòn đất đƣợc các nhà khoa học ngƣời Đức thực hiện vào những năm 1877. Năm 1907, các chƣơng trình nghiên cứu về xói mòn đất tại Mỹ đƣợc bắt đầu khi Bộ Nông nghiệp nƣớc này tuyên bố chính sách về bảo vệ nguồn tài nguyên đất, nhƣng cũng phải đợi đến những năm 1930, khi các nghiên cứu hiện đại về xói mòn đất và các kỹ thuật kiểm soát xói mòn bắt đầu đƣợc triển khai thì các khái niệm cả về cơ bản lẫn ứng dụng trong nghiên cứu xói mòn và bồi lắng mới đƣợc phát triển rộng rãi trên thế giới. Năm 1947, Musgrave và cộng sự đã phát triển một phƣơng trình thực nghiệm đƣợc gọi là phƣơng trình Musgrave. Phƣơng trình này đã đƣợc triển khai áp dụng trong nhiều năm cho đến khi Wischmeier and Smith (1958) đƣa ra công thức tính xói mòn đất, đƣợc gọi là phƣơng trình mất đất phổ dụng (USLE). Từ giữa những năm 1980 đến đầu năm 1990, các mô hình xói mòn khác nhau đã đƣợc phát triển dựa trên phƣơng trình USLE ở nhiều nơi trên thế giới nhƣ: mô hình dự đoán mất đất cho miền nam châu PhiSLEMSA (Elwell, 1981), mô hình SOILLOSS (Rosewell, 1993) đƣợc phát triển tại Öc 10 và mô hình ANSWERS đƣợc phát triển vào cuối những năm 1970 để đánh giá mức độ bồi lắng lƣu vực sông (Beasley và ctv, 1980)… Bảng 1. 1. Tổng hợp một số phƣơng pháp đánh giá xói mòn bồi lắng trên thế giới STT Phƣơng pháp Tác giả, năm 1 Phƣơng trình Musgrave Musgrave và ctv, 1947 2 Phƣơng trình mất đất phổ dụng USLE Wischmeier và Smith, 1958 3 Hệ thống quản lý hóa chất, dòng chảy và xói mòn Knisel, 1980 CREAMS 4 Phƣơng pháp Đồng vị 5 Mô hình dự đoán mất đất cho miền nam châu Phi Elwell, 1981 SLEMSA 6 Mô hình đánh giá đất và nƣớc SWAT Jeff Arnold, 1990s 7 Mô hình SOILOSS Rosewell, 1993 8 Mô hình mô phỏng xói mòn do gió WERU Edward L.Skidmore, 1994 9 Mô hình xói mòn EROSION-3D Von Werner, 1995 10 Mô hình đánh giá xói mòn dạng mƣơng xói tức thời Woodward, 1999 EGEM L.M. Norderman, 1980 Dựa theo phƣơng pháp đánh giá thì lịch sử nghiên cứu xói mòn và bồi lắng trên thế giới có thể chia thành 4 thời kỳ chủ đạo là: - Phƣơng trình Musgrave: 1947-1958. - Phƣơng trình mất đất phổ dụng USLE (RUSLE): 1958-1980s. - Thời kỳ phát triển và ứng dụng các mô hình dựa trên phƣơng trình USLE: 1980s1990s. - Hiện nay với xu hƣớng sử dụng GIS kết hợp với các phƣơng pháp khác. Mỗi phƣơng pháp đều có ƣu và nhƣợc điểm riêng. Ví dụ nhƣ các phƣơng pháp mô phỏng (mô hình mô phỏng, đồng vị, modul dòng bùn cát,…) thì có ƣu điểm trực quan, dễ chấp nhận; quy mô nhỏ và chi tiết nhƣng lại có nhƣợc điểm là khó đƣa ra các dự báo và đánh giá xu thế, tốn nhiều chi phí và thời gian cũng nhƣ chỉ đánh giá đƣợc các nơi thuận lợi giao thông. Các phƣơng pháp mô hình toán (USLE, RUSLE,…) tuy ít 11 tốn chi phí, thời gian; có thể đánh giá ở các vùng hiểm trở khó tiếp cận và hoàn toàn có thể đƣa ra dự báo xu thế nhƣng lại khó thuyết phục, quy mô rộng mang tính khái quát. Vì vậy việc xác định phƣơng pháp đánh giá thích hợp cho từng vùng cụ thể là khía cạnh quan trọng trong việc nghiên cứu đánh giá xói mòn và bồi lắng. 1.3.2. Tại Việt Nam Do địa hình chủ yếu là đồi núi, xói mòn đất diễn ra thƣờng xuyên nên hiện tƣợng xói mòn cũng đã đƣợc nghiên cứu từ rất sớm ở nƣớc ta. Theo Nguyễn Quang Mỹ (2005) thì lịch sử nghiên cứu xói mòn của nƣớc ta có thể chia làm 3 giai đoạn: - Trƣớc năm 1954: Giai đoạn này chỉ mới bắt đầu xuất hiện các biện pháp canh tác chống xói mòn nhƣ làm ruộng bậc thang, xây kè cống… chứ xói mòn đất chƣa đƣợc nghiên cứu đƣa lên thành lý luận. - Từ 1954-1975: Giai đoạn này bắt đầu xuất hiện một số công trình nghiên cứu và nhiều biện pháp canh tác chống xói mòn đƣợc đƣa ra hàng loạt trên các nông trƣờng miền núi phía Bắc. Một số nghiên cứu đáng chú ý giai đoạn này nhƣ: Thái Công Tụng và Moorman (1958) nghiên cứu về cơ bản xói mòn đất đã kết luận phƣơng pháp canh tác ruộng bậc thang của ngƣời làm nông giúp giảm hiện tƣợng xói mòn; Nguyễn Ngọc Bình (1962) nêu lên ảnh hƣởng của độ dốc đến xói mòn đất, góp phần đƣa ra các tiêu chí bảo vệ đất, sử dụng và khai thác đất dốc; Chu Đình Hoàng (1962, 1963) nghiên cứu sự ảnh hƣởng của giọt mƣa đến xói mòn đất và chống xói mòn bằng biện pháp canh tác (Hoàng Tiến Hà, 2009). - Từ 1975 đến nay: giai đoạn này các công trình nghiên cứu bắt đầu áp dụng phƣơng trình mất đất đất phổ dụng của Wischmeier and Smith (1978) nhƣ: Phạm Ngọc Dũng (1991) đã tiến hành nghiên cứu về ứng dụng phƣơng trình mất đất phổ quát vào dự báo tiềm năng xói mòn đất và đƣa ra các biện pháp chống xói mòn cho các tỉnh Tây Nguyên; Nguyễn Tử Xiêm và Thái Phiên (1996) với công trình nghiên cứu về đất đồi núi Việt Nam. Về mặt lý luận, các tác giả đã đánh giá đƣợc năng lực phòng hộ của một số dạng cấu trúc thảm thực vật rừng về mặt chống xói mòn và tiến hành các nghiên cứu với quy mô và áp dụng các biện pháp chống hiện đại hơn. 12 Trong những năm gần đây, việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) và mô hình SWAT để đánh giá xói mòn và bồi lắng đƣợc xem nhƣ là một hƣớng đi mới trong đánh giá xói mòn nhƣ: “Ứng dụng GIS ƣớc lƣợng xói mòn đất tại lâm trƣờng Mã Đà - tỉnh Đồng Nai” của Nguyễn Kim Lợi (2006); “Ứng dụng mô hình SWAT để quản lý xói mòn đất theo các tiểu lƣu vực sông ở xã Dƣơng Hòa, thị xã Hƣơng Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế” của Trần Lê Minh Châu, Nguyễn Quang Tuấn (2009); “Ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) để dự báo xói mòn đất tại huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Kạn” của Hoàng Tiến Hà (2009),… Một số đề tài đã có tính đến ảnh hƣởng của quy hoạch sử dụng đất đối với tài nguyên đất và nƣớc nhƣ đề tài “Ứng dụng mô hình SWAT đánh giá ảnh hƣởng của thay đổi sử dụng đất đến đất và nƣớc ở cấp độ lƣu vực: trƣờng hợp nghiên cứu tại tiểu lƣu vực sông La Ngà – Việt Nam” của Nguyễn Kim Lợi, Nguyễn Hà Trang (2009) hay nhƣ đề tài “Ứng dụng mô hình SWAT nghiên cứu ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu và sử dụng đất đến dòng chảy sông Bến Hải” của Nguyễn Ý Nhƣ (2009)... Các công trình nghiên cứu này tập trung vào tính toán lƣợng đất xói mòn, đề ra một số biện pháp hạn chế xói mòn và ảnh hƣởng của việc quy hoạch sử dụng đất nhƣng vẫn chƣa đề cập đến vấn đề hạn chế các hậu quả do xói mòn gây ra. Một số công trình nghiên cứu khác về xói mòn và bồi lắng đƣợc luận văn tham khảo về phƣơng pháp nghiên cứu, cách tiếp cận vấn đề cũng nhƣ cách giải quyết vấn đề nhƣ “Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán thông số phân bố SWAT để đánh giá ảnh hƣởng của việc sử dụng đất đến bồi lắng hồ chứa nƣớc, ứng dụng tính toán cho hồ chứa nƣớc Đại Lải” của Phạm Thị Hƣơng Lan (2008) đã ứng dụng mô hình thông số phân bố SWAT để tính toán lƣợng dòng chảy bùn cát đến hồ và đánh giá ảnh hƣởng của việc sử dụng đất đến bồi lắng hồ chứa, qua đó tác giả cũng đã đề xuất các biện pháp bảo vệ, phòng chống và giảm thiểu mức độ xói mòn cũng nhƣ lƣợng bùn cát đến hồ nhƣ: tăng độ che phủ của rừng bằng các biện pháp nhƣ trồng cây gây rừng ở thƣợng và hạ lƣu, tăng cƣờng các biện pháp bảo vệ rừng, giảm thiểu hiện tƣợng chặt phá rừng làm nƣơng rẫy, khai thác rừng có quy hoạch, giảm độ dốc của lƣu vực, thực hiện sản xuất nông nghiệp theo hình thức ruộng bậc thang, trồng rừng theo những lô bậc thang, tạo thành những vành đai xen kẽ, đào các rãnh song song theo các đƣờng đồng mức có tác dụng làm giảm vận tốc dòng chảy, ngƣng tụ bùn cát...; Nghiên cứu “Ứng dụng mô hình 13 SWAT trong tính toán xói bề mặt lƣu vực hạ lƣu sông MeKong” của Lê Mạnh Hùng (2012) đã thiết lập, hiệu chỉnh và kiểm định đƣợc mô hình SWAT cho vùng hạ lƣu sông MeKong từ biên giới Trung Quốc – Lào đến Kratie của Campuchia với diện tích phần lƣu vực đƣợc mô hình hóa khoảng 490.000 km2, nghiên cứu bƣớc đầu cũng cho thấy mô hình SWAT có khả năng ƣớc tính tải lƣợng bùn cát trên lƣu vực với độ tin cậy chấp nhận đƣợc... Các kết quả nghiên cứu trên đây minh họa khả năng ứng dụng của mô hình SWAT trong tính toán lƣợng bùn cát trên lƣu vực, và các kết quả này cũng là khởi đầu cho các nghiên cứu tiếp theo nhƣ là đánh giá tác động của các kịch bản phát triển thƣợng nguồn (xây dựng đập, hồ chứa, thay đổi sử dụng đất,…) cũng nhƣ tác động của biến đổi khí hậu lên dòng chảy, dòng bùn cát trên lƣu vực, phục vụ cho công tác quản lý và quy hoạch lƣu vực. Nhƣ vậy, nhìn một cách tổng quan, lịch sử nghiên cứu xói mòn, bồi lắng trên thế giới và ở Việt Nam đã có lịch sử lâu đời, có những bƣớc tiến đáng ghi nhận và để lại những kết quả, thành tựu nhất định. Kế thừa và phát huy những điều đó, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng mô hình SWAT đánh giá mức độ xói mòn đất và vận chuyển bùn cát do dòng chảy tràn mặt đến bồi lắng đầm Lập An, tỉnh Thừa Thiên Huế” đƣợc thực hiện để làm rõ hơn ảnh hƣởng của việc xói mòn mặt đất và vận chuyển bùn cát do dòng chảy tràn bề mặt đến bồi lắng đầm Lập An, từ đó đƣa ra các giải pháp hạn chế bồi lắng, cải thiện tài nguyên môi trƣờng nƣớc trong vùng này. 1.4. Giới thiệu về lƣu vực đầm Lập An 1.4.1. Vị trí địa lý Đầm Lập An thuộc thị trấn Lăng Cô, huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên Huế. Đầm có chiều dài gần theo hƣớng Bắc – Nam khoảng 5-6 km, chiều rộng 2-4 km. Đầm Lập An có diện tích mặt nƣớc khoảng 16,17 km2, chiếm 15,2% diện tích tự nhiên của thị trấn Lăng Cô. Đầm nằm ở khu vực gần bờ biển, đƣờng quốc lộ 1A, cảng nƣớc sâu Chân Mây với cả núi đồi, đồng bằng, mặt nƣớc. Với vị trí địa lý phù hợp, nƣớc trong sạch, đầm Lập An là một khu vực rất phù hợp để phát triển du lịch sinh thái, đánh bắt và nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là hàu. 14