Bài giảng thực hành Quản lý lưu vực: Bài 5 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

Chia sẻ: Bình An | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:31

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng thực hành Quản lý lưu vực - Bài 5: Mô phỏng xói mòn đất trên lưu vực. Những nội dung chính được nhắc đến trong chương này gồm có: Thêm lượng mưa năm vào QGIS Desktop, tính hệ số R của lưu vực, thêm thổ nhưỡng, tính hệ số K của lưu vực, chuyển hệ số K sang raster, thêm độ dốc, dòng chảy tích lũy, tính hệ số LS của lưu vực, thêm sử dụng đất,… Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng thực hành Quản lý lưu vực: Bài 5 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN | BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN Mô phỏng xói mòn đất trên lưu vực Quản lý lưu vực 1
Nội dung  Lượng mất đất trung bình năm  Chuyển hệ số P sang raster  Thêm lượng mưa năm  Tínhlượng mất đất của lưu vực theo USLE  Tính hệ số R của lưu vực  Thống kê lượng mất đất của lưu vực  Thêm thổ nhưỡng  Phân cấp xói mòn đất của lưu vực  Tính hệ số K của lưu vực  Thống kê diện tích cấp xói mòn đất  Chuyển hệ số K sang raster trong lưu vực  Thêm độ dốc, dòng chảy tích lũy  Lượng trầm tích trong trận mưa  Tính hệ số LS của lưu vực  Thêm dòng chảy bề mặt, đỉnh dòng  Thêm sử dụng đất chảy  Tính hệ số C của lưu vực lượng trầm tích của lưu vực theo  Tính MUSLE  Chuyển hệ số C sang raster  Thống kê lượng trầm tích của lưu vực  Tính hệ số P của lưu vực Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 2
Thêm lượng mưa năm vào QGIS Desktop 1. Khởi động QGIS Desktop with GRASS. 2. Thêm LuongMuaNam.tif vào khung Layers. 2 1 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 3
Hệ số xói mòn do mưa - R  Đo lường tác động tiềm tàng của lượng mưa đối với xói mòn đất.  Tính toán từ số liệu lượng mưa dài hạn nhiều năm về động năng của trận mưa (E) và cường độ mưa lớn nhất trong 30 phút (I30) của trận mưa đó. 𝐧 σ 𝐢=𝟏 𝐄 𝐢 𝐈 𝐢𝟑𝟎 𝐑= 𝐍 𝐄 = (𝟎, 𝟏𝟏𝟗 + 𝟎, 𝟎𝟖𝟕𝟑 𝐥𝐨𝐠 𝟏𝟎 𝐈) × 𝐏 R là hệ số xói mòn do mưa (MJ.mm/ha/h/năm), i là trận mưa thứ i (i = 1  n với n là tổng số trận mưa trong các năm), N là tổng số năm, E là động năng của trận mưa (MJ/ha),  I30 là cường độ mưa lớn nhất trong 30 phút của trận mưa (mm/h), I là cường độ mưa trung bình của trận mưa (mm/h), P là tổng lượng mưa của trận mưa (mm). Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 4
Hệ số xói mòn do mưa - R  Công thức tính xấp xỉ hệ số R theo lượng mưa trung bình năm: R = -25,319 + 0,49917P R là hệ số xói mòn do mưa (MJ.mm/ha/h/năm), P là lượng mưa trung bình năm (mm). Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 5
Tính hệ số R của lưu vực 1 1. Mở công cụ Raster Calculator. 2. Khai báo lớp đầu ra. 3. Nhập công thức tính R: -25.319 + 0.49917 * "LuongMuaNam@1" 2 4. Click OK. 3 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn 4 Quản lý lưu vực 6
Thêm thổ nhưỡng vào QGIS Desktop  Thêm ThoNhuong.shp vào khung Layers. Tính thấm của đất Cp Silt là tỉ lệ thịt (%) (hạt đất 0,002 - 0,05 mm), (tốc độ thấm của đất) Sand là tỉ lệ cát (%) (hạt đất 0,05 - 0,1 mm), Cấu trúc đất 1 Nhanh, >61 mm/h Cs (kích thước hạt đất) Clay là tỉ lệ sét (%) (hạt đất
Hệ số xói mòn của đất - K  Thể hiện ảnh hưởng của các tính chất đất khác nhau đến tính dễ bị xói mòn của sườn dốc.  Lượng mất đất trung bình năm trên một đơn vị lượng mưa xói mòn đối với điều kiện tiêu chuẩn của đất trống, làm đất trên sườn dốc, không có biện pháp bảo tồn.  Tính toán từ kết cấu, chất hữu cơ, cấu trúc và tính thấm của đất. 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟐𝟏 × 𝐌 𝟏,𝟏𝟒 × 𝟏𝟐 − 𝐎𝐌 + 𝟑, 𝟐𝟓 × 𝐂 𝐬 − 𝟐 + [𝟐, 𝟓 × 𝐂 𝐩 − 𝟑 ] 𝐊 = 𝟎, 𝟏𝟑𝟏𝟕 × 𝟏𝟎𝟎 𝐌 = (𝐒𝐢𝐥𝐭 + 𝐒𝐚𝐧𝐝) × (𝟏𝟎𝟎 − 𝐂𝐥𝐚𝐲) Cp Tính thấm của đất (tốc độ thấm của đất) K là hệ số xói mòn của đất (tấn.h/MJ/mm), Cấu trúc đất 1 Nhanh, >61 mm/h M là hệ số kết cấu, Cs (kích thước hạt đất) Silt là tỉ lệ thịt (%) (hạt đất 0,002 - 0,05 mm), 2 Vừa đến nhanh, 20,3-61 mm/h 1 Hạt rất mịn,
Tính hệ số K của lưu vực 1. Mở bảng thuộc tính của ThoNhuong. 2. Bật chế độ biên tập. 3. Mở công cụ Open field calculator. 2 1 4-5-6. Tạo trường thuộc tính K (số thực). Nhập công thức tính K: 0.1317 * (0.00021*((Silt+Sand)* (100-Clay))^1.14 + 3.25*(Cs-2) + (2.5*(Cp-3))) / 100 7-8. Tắt chế độ biên tập, lưu kết quả. 3 7 4 5 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn 8 6 Quản lý lưu vực 9
Chuyển hệ số K sang raster 1. Mở công cụ Rasterize. 2-5. Khai báo lớp đầu vào, trường thuộc tính, đơn vị kích thước pixel, kích thước pixel (X, Y = 0,009 độ ~ 1 km), 1 phạm vi, giá trị khuyết dữ liệu, lớp đầu ra. 6. Click Run. 2 3 4 5 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn 6 Quản lý lưu vực 10
Thêm độ dốc, dòng chảy tích lũy vào QGIS Desktop  Thêm DoDoc.tif, DongChayTichLuy.tif vào khung Layers. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 11
Hệ số địa hình - LS  Thể hiện ảnh hưởng của chiều dài và độ dốc của sườn dốc đến xói mòn mặt, rãnh do nước.  Tỷ lệ mất đất dự tính từ một cánh đồng dốc so với ô tiêu chuẩn.  Tính toán từ chiều dài và độ dốc của sườn dốc. 𝐦 𝛌 𝐋𝐒 = × (𝟔𝟓, 𝟒𝟏𝐬𝐢𝐧 𝟐 𝛉 + 𝟒, 𝟓𝟔𝐬𝐢𝐧𝛉 + 𝟎, 𝟎𝟔𝟓) 𝟐𝟐, 𝟏  LS là hệ số địa hình,  𝛌 là chiều dài sườn dốc (m),  𝛉 là độ dốc sườn dốc (%), m Độ dốc sườn dốc (%) m là hệ số mũ, phụ thuộc vào độ dốc sườn dốc. 0,5 >5 0,4 3,5 - 5 0,3 1 - 3,4 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn 0,2
Hệ số địa hình - LS  Công thức tính xấp xỉ hệ số LS theo độ dốc, dòng chảy tích lũy: 𝟎,𝟓 𝟏,𝟏𝟓 𝐅𝐚 ∗ 𝐜𝐞𝐥𝐥𝐬𝐢𝐳𝐞 𝐬𝐢𝐧𝛉 𝐋𝐒 = 𝟏, 𝟓 𝟐𝟐, 𝟏 𝟗  LS là hệ số địa hình,  Fa là dòng chảy tích lũy (pixel),  cellsize là kích thước pixel (m),  𝛉 là độ dốc sườn dốc (%). Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Quản lý lưu vực 13
Tính hệ số LS của lưu vực 1 1. Mở công cụ Raster Calculator. 2. Khai báo lớp đầu ra. 3. Nhập công thức tính LS: 1.5 * ("DongChayTichLuy@1"*91/22.1)^0.5 2 * (sin("DoDoc@1")/9)^1.15 4. Click OK. 3 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn 4 Quản lý lưu vực 14
Thêm sử dụng đất vào QGIS Desktop  Thêm SuDungDat.shp vào khung Layers. Ct là hệ số loại cây trồng, Cm là hệ số biện pháp làm đất, Pc là hệ số canh tác theo đường đồng mức, Ps là hệ số canh tác theo băng xen kẽ, Pt là hệ số canh tác theo ruộng bậc thang. Độ dốc (%) Pc Ps Pt 25 1 Quản lý lưu vực 1 1 15
Hệ số cây trồng - C  Thể hiện ảnh hưởng của lớp phủ thực vật, tàn dư thực vật, bề mặt đất và quản lý canh tác đến xói mòn.  Tỷ lệ mất đất từ một cánh đồng có lớp phủ cây trồng và quản lý canh tác so với cánh đồng trong điều kiện “bỏ hoang liên tục phơi đất”.  Tính toán từ việc quản lý trước đó, độ che phủ tán cây, độ che phủ bề mặt, độ nhám bề mặt, độ ẩm của đất. 𝐂 = 𝐂𝐭 × 𝐂 𝐦 Lớp phủ Cây trồng Ct Biện pháp làm đất Cm C là hệ số cây trồng, Đô thị 0 Cày đất 0,9  Ct là hệ số loại cây trồng, Rừng 0,001 Làm đất che phủ 0,6  Cm là hệ số biện pháp làm đất. Đồng cỏ 0,01 Làm đất theo luống 0,35 Lúa 0,15 Làm đất theo vùng 0,25 Cây trồng Đậu 0,32 Cà phê 0,20 Không làm đất 0,25 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Đất trống 1 Quản lý lưu vực 16
Tính hệ số C của lưu vực 1. Mở bảng thuộc tính của SuDungDat. 2. Bật chế độ biên tập. 3. Mở công cụ Open field calculator. 2 1 4-5-6. Tạo trường thuộc tính C (số thực). Nhập công thức tính C: "Ct" * "Cm" 7-8. Tắt chế độ biên tập, lưu kết quả. 3 7 4 5 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn 8 6 Quản lý lưu vực 17
Chuyển hệ số C sang raster 1. Mở công cụ Rasterize. 2-5. Khai báo lớp đầu vào, trường thuộc tính, đơn vị kích thước pixel, kích thước pixel (X, Y = 1000 m), 1 phạm vi, giá trị khuyết dữ liệu, lớp đầu ra. 6. Click Run. 2 3 4 5 Quản lý lưu vực Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn 6 18
Hệ số biện pháp chống xói mòn - P  Thể hiện ảnh hưởng của các biện pháp bảo tồn đối với xói mòn đất thông qua việc thay đổi mô hình dòng chảy.  Tỷ lệ mất đất theo một biện pháp bảo tồn đất cụ thể (ví dụ: đường đồng mức, bậc thang) so với cánh đồng có làm đất trên sườn dốc.  Tính toán từ việc áp dụng các biện pháp chống xói mòn đất như đường đồng mức, băng xen kẽ, ruộng bậc thang. Độ dốc (%) Pc Ps Pt 𝐏 = 𝐏 𝐜 × 𝐏 𝐬 × 𝐏𝐭 25 1 1 Quản lý lưu vực 1 19
Tính hệ số P của lưu vực 1. Mở bảng thuộc tính của SuDungDat. 2. Bật chế độ biên tập. 3. Mở công cụ Open field calculator. 2 1 4-5-6. Tạo trường thuộc tính P (số thực). Nhập công thức tính P: "Pc" * "Ps" * "Pt" 7-8. Tắt chế độ biên tập, lưu kết quả. 3 7 4 5 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn 8 6 Quản lý lưu vực 20