ỨNG DỤNG ĐỒNG VỊ PHÓNG XA TRONG NGHIÊN CỨU XÓI MÒN ĐẤT

Chia sẻ: Phung Tuyet | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

119
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các nhà khoa học đã áp dụng nhiều biện pháp để nghiên cứu thực trạng xói mòn đất. Tuy nhiên, những biện pháp đã áp dụng khá phức tạp như vận dụng phương trình FOUNIER, WISCHMEIER, ELLWELL, chủ yếu dựa vào tính toán ảnh hưởng của nhiều yếu tố Tcs động, trên nền ô thửa nhỏ (25m x 4m); đất hoàn toàn đồng nhất về địa hình trong mối quan hệ với độ dốc (S), loại đất và khả năng xói mòn (K), độ che phủ (C), chiều dài sườn dốc (L) và lượng mưa (R). Nhưng kết quả suy...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: ỨNG DỤNG ĐỒNG VỊ PHÓNG XA TRONG NGHIÊN CỨU XÓI MÒN ĐẤT

NG D NG Đ NG V PHÓNG XA TRONG NGHIÊN C U XÓI MÒN Đ T Tr n Đ c Toàn1, Bùi Đ c Dũng2 , Nguy n Duy Phương1 SUMMARY Using Fallout Radionuclides Isotopes for studying soil erosion Three fallout radionuclides isotopes (FRNI) 137Cs, 210Pb, and 7Be are being applied broadly to assess soil erosion in European continent. Among them, 137Cs shows the assessment of soil 210 7 erosion in period of 50 years; Pb indicates in the period of 100 years, but Be can show a valuation of soil loss and re-accumulation of each rainy event. In Vietnam this FRNI techniques are being tested with comparison of conventional method (sediment measurement in the soil traps). And the results show that: Estimate soil erosion using FRNI 137Cs technique is ecceptable comparing with assessement by conventional method. It showed that soil erodibility in the Dong Cao watershed (50 ha) on the Acrisol derived from schist rock is moderate (vary about 4-5 tons/ha/yr). Using fallout 7Be measurement in short duration (each rainy events in 2007yr.) to estimate soil erosion and sedimentation broadly varies compared conventional practies. It happened because of fallout Be-7 is short duration activation isotope (T1/2=53 days), therefor it must be retested in the future. Using FRNI for soil erodibility evaluation, not only estimate soil erosion quantity as using conventional method, but also quality of eroded soil, through soil/sediment redistribution. Soil erodibility assessment using FRNI technique shows a general feature of surfaced soil movenment (erosion and accumulation) on the cultivated area. Keywords: Radionuclides Isotopes; soil erosion, re-accumulation. I. §ÆT VÊN §Ò lưu v c v i di n tích 50 -70 ha ánh giá xói mòn theo th c tr ng a hình. Tuy nhiên, Các nhà khoa h c ã áp d ng nhi u khi nghiên c u cho m t lưu v c r ng l n, gi i bi n pháp nghiên c u th c tr ng xói mòn pháp này khó th c hi n vì ph i o m tr c t. Tuy nhiên, nh ng bi n pháp ã áp d ng ti p. kh c ph c khi m khuy t này, xu th khá ph c t p như v n d ng phương trình hi n nay trên th gi i d a vào nghiên c u s FOUNIER, WISCHMEIER, ELLWELL, phân b c a ch t ng v phóng x ( VPX) FAO; ch y u d a vào tính toán nh hư ng v n dĩ có trong khí quy n b i nh ng v th c a nhi u y u t Tcs ng, trên n n ô th a h t nhân, hay n các lò ph n ng. T ó tính nh (25m x 4m); t hoàn toàn ng nh t toán lư ng t xói mòn thông qua hàm lư ng v a hình trong m i quan h v i d c c a các ch t ng v phóng x phân b trong (S), lo i t và kh năng xói mòn (K), t. i m m nh c a phương pháp s d ng che ph (C), chi u dài sư n d c (L) và ng v phóng x là không ch nghiên c u lư ng mưa (R). Nhưng k t qu suy di n ra ư c vùng r ng l n v lư ng t xói mòn di n r ng khác xa v i th c t . mà còn ánh giá ư c kh năng b i l ng và Nghiên c u xói mòn trên di n r ng, hi n tái phân b các ch t dinh dư ng trong quá nay các nhà khoa h c Ch y u d a vào o trình di chuy n theo dòng ch y mà nguyên lý m tr c ti p trên t ng vùng c th thông qua c a mô hình SMITH & WISCHMEIR (1962) t ng i tư ng cây tr ng, lo i t, d c. không vươn t i. Châu Á (Lào, Malaysia, Indonesia, Trên th gi i, ti m năng ng d ng các Philippines, Thái Lan, Trung Qu c, Vi t VPX vào ánh giá xói mòn ã ư c chú ý t Nam) ã ti n hành nghiên c u xói mòn c p 1 Vi n Th như ng Nông hóa; 2Vi n Khoa h c K thu t H t nhân.
g n 50 năm nay. Ch y u các nhà khoa h c 2. Phương pháp nghiên c u t ti n hành nghiên c u ng d ng s phân b L y các m u tham chi u cho Cs-137 5 c a ch t ng v phóng x ( VPX) 137Cs, i m, m i i m b n m u sâu 0-10 cm, 210 Pb, và 7Be, tính toán lư ng t xói mòn 10-20 cm, 20-30 cm, và 30-40 cm. M t (Ritchie và McHenry, 1990[5]; Walling, 1998 t n lưu (M TL) c a Be-7 cũng ư c l y [6]; Zapata và Garcia-Agudo, 2000)[7]. các i m trên, v i sâu 0-5 cm. M u bùn Vi t Nam, Vi n Khoa h c K thu t l ng trong các b h ng sau m i t mưa ư c H t nhân (KHKTHN) ã có nhi u kinh l y phân tích ho t VHN b r a trôi. nghi m trong th nghi m ng d ng k Phân tích hàm lư ng Cs-137 và Be-7 b ng thu t 137Cs ánh giá tình tr ng xói mòn t các ph k gamma siêu tinh khi t (HpGe) t i t i Lâm trư ng Sông à (Nguy n Hào Vi n Khoa h c và K thu t h t nhân và C c Quang, 2000)[3], ph i h p k thu t 210Pb ki m soát và an toàn b c x , h t nhân. Các và 137Cs trong nghiên c u xói mòn và m t ch tiêu hóa h c t như: OM, N, P2O5, dinh dư ng trong t (Hien et al., 2002[2], K2O,... ư c phân tích t i Vi n Th như ng (Nguy n Quang Long, 2004)[4]. Phan Sơn nông hóa. D a trên k t qu tính toán M TL H i (2003)[1] cũng ã xác nh ư c m i t i các i m nghiên c u, so sánh v i M TL tương quan gi a t c m t 137Cs và xói tham chi u, chúng tôi ã dùng các mô hình mòn t b m t t i a bàn các t nh Tây tính toán tính toán t c xói mòn t. Các Nguyên và cho th y k t qu ánh giá t c k t qu tính toán t c xói mòn t b ng k xói mòn b ng VHN tương thích v i k t thu t Cs-137 và Be-7 ư c so sánh v i các qu ánh giá b ng quan h th c nghi m k t qu ánh giá xói mòn b ng k thu t o (Vi n nghiên c u h t nhân à L t). c tr c ti p. M TL c a Cs-137 và Be-7 cũng bi t trong chương trình h tr c a Vi t Nam ư c so sánh v i các k t qu phân tích tính - Th y i n, Vi n Khoa h c k thu t h t ch t t tìm các m i tương quan gi a nhân (VKHKTHN) h p tác v i Vi n Th M TL và các ch t dinh dư ng c a t. như ng Nông hóa (TNNH) dùng ng v phóng x nghiên c u xói mòn t t i lưu III. KÕT QU¶ Vµ TH¶O LUËN v c ng Cao, Th ch Th t, Hà n i. 1. Các sơ đ đ a hình và v trí l y m u II. VËT LIÖU Vµ PH¦¥NG PH¸P NGHI£N CøU V trí l y m u trong các ti u lưu v c (TLV) (Hình 1) Các m u tham chi u 1. V t li u nghiên c u (Reference site) ư c l y trên nh i b ng t vàng phát tri n trên phi n th ch ph ng phía tây c a lưu v c nghiên c u sét t i lưu v c ng Cao, thôn ng Cao, cho 3 ti u lưu v c là TLV 2, TLV 3 và xã Ti n Xuân, Th ch Th t, Hà N i. R ng TLV 4. G m các Tuy n (T) theo t ng TLV. 50 ha, bao g m 4 ti u lưu v c (TLV) v i các phương th c canh tác khác nhau: TLV1: Tr ng s n t 1990 n 2000 b , tr ng keo Tai tư ng TLV2: Tr ng s n t 1990 n 2002 b , tr ng c chăn nuôi (Bracaria Zuzisiensis) TLV3: S n xen keo Tai tư ng (Nông Lâm k t h p) n năm 2006 b s n (keo che tán) TLV4: B hóa t nhiên t 1999 n năm 2007 Hình 1. Sơ v trí l y m u trong lưu v c
2. K t qu phân tích đánh giá xói mòn b) Xói mòn m nh nh t khu v c xung b ng k thu t Cs-137 quanh các i m T2-T4, T12-T14 và T30- T k t qu phân tích Cs-137, so sánh T31 (hình 1). v i m t t n lưu (M TL) tham chi u, c) M t c i m áng chú ý là m c dù dùng mô hình tính toán t l (PM) và mô trên sư n d c, trong quá trình xói mòn t hình cân b ng v t ch t (MBM) c a Walling do dòng ch y, m t v n t n t i m t quá trình và He (1999 và 2001) tính toán t c xói song song cùng x y ra là xói mòn t và s mòn t v i sâu xói mòn là 0,1 và 0,2 m. b i l ng c c b . Khi nghiên c u xói mòn T ng h p k t qu ánh giá xói mòn cho các trên các ô th a nh , b m t t ng nh t ti u lưu v c t i b ng 1. Hình 2 sơ phân trên m t m t ph ng (do quá trình làm t b l i t c a lưu v c. sơ này, thang canh tác) nên không x y ra hi n tư ng b i giá tr bi u di n là [t n/ha/năm], v i giá tr l ng. Trong khi ó v i a bàn th c t t âm th hi n xói mòn và giá tr dương th nhiên, b m t t luôn t o ra nh ng ví trí cao hi n b i l ng t. - th p khác nhau nên trong quá trình d ch B ng 1. T ng h p k t qu ánh giá xói mòn chuy n t do dòng ch y m t v n luôn t n cho các ti u lưu v c t i hai quá trình: Xói mòn nơi cao và b i t vào nơi th p. Th c t b ng phương pháp T c đ xói Sai s t c đ Tên tuy n mòn xói mòn nghiên c u này cho th y t i m t s i m t (t n/ha/năm) (t n/ha/năm) v n ư c b i l ng như khu v c xung Tuy n 1 5.45 0.91 quanh các i m T33-T34, T19, T24. ó là Tuy n 2 4.79 0.53 i m khác bi t ưu th c a phương pháp này. TB Lưu v c W3&W4 5.12 0.72 Tuy n 3 5.11 1.04 3. K t qu phân tích đánh giá xói mòn Tuy n 4 3.23 0.79 b ng k thu t Be-7 TB Lưu v c W2 4.17 0.91 Các đ t l y m u Ba t l y m u sau ba l n mưa l n có cư ng m nh như sau: t 1: Sau các ngày mưa 26- 27/06/2007 và 7/07/2007 t 2: Sau các ngày mưa 9/09/2007 và 12/09/2007 t 3: Sau các ngày mưa 1/10/2007 và 9/10/2007 M t đ t n lưu (MĐTL) tham chi u (TC) M TL trung bình t i v trí TC t 1 là Hình 2. Sơ phân b l i t ánh giá 299±105 Bq/m2, t 2 là 289±75 Bq/m2 và b ng k thu t Cs-137 các ti u lưu v c cho t 3 là 335±76 Bq/m2. K t qu này W2, W3 và W4 [t n/ha/năm], v i giá tr âm cho th y M TL tham chi u c a t 3 cao th hi n xói mòn và giá tr dương th hi n hơn h n so v i t 1 và 2. Do t 3 có b i l ng t lư ng mưa cao hơn (t ng lư ng mưa t Hình 2 cho th y: ngày 3-5 tháng 10 năm 2007 là 198 mm), trong khi t ng lư ng mưa c a t 1 là 128 a) Các ti u lưu v c W2, W3 và W4 mm và c a t 2 là 131 mm. trung bình t 4 n 5 t n/ha/năm, nhưng m c xói mòn khác nhau t i các khu v c.
K t qu đánh giá xói mòn b ng k T ng h p k t qu tính toán t c xói thu t Be-7 mòn t i các i m cho c 3 t l y m u (xem T các k t qu phân tích Be-7, so sánh b ng 2). Có th ánh giá là trong mùa mưa v i M TL t i v trí TC, chúng tôi dùng mô năm 2007, lư ng t b xói mòn c a ti u lưu hình tính toán (Q. He, D.E. Walling và P.J. v c W3 và W4 là 17749 kg/ha, t c là Wallbrink, 2002) tính toán t c xói kho ng 17,75 t n/ha, còn c a ti u lưu v c mòn t. W2 là 7612 kg/ha, t c là kho ng 7,61 t n/ha. T các k t qu tính toán trên cho th y: sai s c a phương pháp Be-7 cao hơn nhi u B ng 2. T ng h p k t qu tính toán t c so v i sai s c a phương pháp Cs-137. xói mòn (kg/ha) b ng k thu t Be-7 Hình 3 ưa ra m t ví d minh h a sơ Đ t mưa TB W3+W4 TB W2 ánh giá s phân b l i t cho t 1. Đ t1 2213 1276 Đ t2 11734 3674 Đ t3 3802 2662 T ng c ng 17749 7612 (mùa mưa 2007) 4. T ng h p so sánh k t qu đánh giá xói mòn cho lưu v c So sánh k t qu nghiên c u v xói mòn b ng k thu t o m truy n th ng, trung bình lư ng t xói mòn là 3,98 t n/ha/năm Hình 3. Sơ phân b l i t t 1 ánh ( t l ng ng t i b và t b cu n trôi giá b ng k thu t Be-7 trên các ti u lưu v c theo dòng ch y). N ng các VHN trong W2, W3 và W4 [t n/ha], v i giá tr âm các m u bùn l ng t i các b so sánh t ng th hi n xói mòn và giá tr dương th hi n ho t Be-7 và Cs-137 l ng ng v i t ng b i l ng t ho t b cu n trôi theo dòng ch y. K t qu t i các B ng 3 và 4. B ng 3. So sánh t ng ho t Be-7 l ng ng và b cu n trôi theo dòng ch y STT W2 (7.71 ha) W3 (9.92 ha) W4 (8.36 ha) T ng c ng T ng h p cho năm 2007 1 T ng ho t đ Be-7 trong bùn [Bq] 89304 91072 31675 212051 2 T ng ho t đ Be-7 b r a trôi trên lưu v c [Bq] -92520 4419360 4326840 Chênh l ch (2/1) [l n] 20 B ng 4. So sánh t ng ho t Cs-137 l ng ng và b cu n trôi theo dòng ch y STT W2 (7.71 ha) W3 (9.92 ha) W4 (8.36 ha) T ng c ng 1 Bùn l ng đ ng (kg/năm) 2715 2933 1328 6976 N ng đ Cs-137 trung bình trong bùn 2 4.22 3.49 4.84 [Bq/kg] 3 T ng ho t đ Cs-137 trong bùn [Bq/năm] 11448 10224 6428 28100 N ng đ Cs-137 b r a trôi trên lưu v c 4 [Bq/m2] 64.64 130.94 T ng ho t đ Cs-137 b r a trôi trên lưu 5 99675 259785 359460 v c [Bq/năm] Chênh l ch (5/3) [l n] 13
K t qu cho th y các VHN trong quá xu ng m t t ch y u b h p th vào trong trình xói mòn, ch y u b r a trôi theo dòng các h t m n (sét, OC) c a t tr ng ch y; l ng ng t i các b l ng ch m t (Wallbrink và Murray, 1994). Nên chúng ph n nh . Vì các ng v này khi rơi l ng theo các h t sét m n trôi theo dòng ch y. B ng 5. So sánh k t qu nghiên c u xói mòn b ng các k thu t khác nhau Đo đ m truy n Đo đ m truy n Đo Be-7 Đo Cs-137 th ng th ng Đánh giá xói mòn TB nhi u năm TB nhi u năm năm 2007 năm 2007 (t n/ha/năm) (t n/ha/năm) (t n/ha/năm) (t n/ha/năm) Các ti u lưu v c W3&W4 5.12±0.72 1.23 7.49 17.75±1.65 Ti u lưu v c W2 4.17±0.91 2.86 4.78 7.61±0.7 2. Hien P.D., Hiep H.T., Quang N.H., Huy IV. KÕT LUËN N.Q., Binh N.T., Hai P.S., Long N.Q., ánh giá t c xói mòn b ng k thu t Bac V.T. (2002). Derivation of Cs-137 Cs-137 tương ương v i trung bình quan deposition density from measurements tr c lâu dài b ng k thu t o tr c ti p of Cs-137 inventories in undisturbed truy n th ng. soils. Journal of Environmental Radioactivity, 62, 295-303. K t qu ánh giá t c xói mòn b ng k thu t Be-7 cho m t th i gian ng n (năm 3. Nguy n Hào Quang (2000). Th 2007) có giá tr tuy t i cao hơn v i cách nghi m ng d ng k thu t Cs-137 ánh o truy n th ng. giá tình tr ng xói mòn t t i lâm trư ng Sông à. Báo cáo t ng k t Ph n ánh ư c lư ng t phân b l i m c thu c tài c l p c p hà nư c, trong quá trình xói mòn: Lư ng t b bóc Vi n Khoa h c Lâm nghi p Vi t Nam. tách c a các ti u lưu v c 3 và 4 là cao hơn so v i ti u lưu v c 2 4. Nguy n Quang (Long 2003). Tìm hi u kh năng ph i h p k thu t Pb-210 và Be7 là ng v ng n ngày (T1/2=53 Cs-137 trong nghiên c u xói mòn và ngày) nên k thu t Be-7 thích h p theo m t dinh dư ng trong t trên m t a dõi xói mòn c a m t s ki n ng n như bàn mi n B c Vi t Nam. Báo cáo m t t mưa, qua ó ánh giá ư c s t ng k t tài c p cơ s 2003, Vi n phân b l i t trong m t kho ng th i ăng lư ng guyên t Vi t am. gian h p hơn. 5. Ritchie J.C., & McHenry, J.R. (1990). TÀI LI U THAM KH O Application of radioactive fallout Cs- 1. Phan Sơn H i (2003). Xác nh m i 137 for measuring soil erosion and tương quan gi a t c m t Cs-137 và sediment accumulation rates and xói mòn t b m t. Báo cáo t ng k t patterns: a review. Journal of tài c p B 2001-2002, Vi n Năng lư ng Environmental Quality, 19, 215-233. Nguyên t Vi t Nam. Ngư i ph n bi n: TS. H Quang Đ c