ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS TRONG PHÂN CẤP PHÒNG HỘ

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS TRONG PHÂN CẤP PHÒNG HỘ

Ths. Vũ Tiến Điển

KS. Mai Văn Thanh

According to decree number 38/2005/CT-TTg – date: 5 December, 2005, Protection classification is considered as the key tool of three types of forest planning. For this reason, the research on the application of GIS technology for Protection classification has been carried out in order to classify the forested land in to three regions with different level of soil erosion – (high, medium and low). In this research, GIS technology has been used for digitizing, mapping, value giving, overlaying the basic factors (Soil, Rainfall, Slope, Elevation) to come up with the aggregated map which has been reclassified in order to create the final protection level map.

1      Đặt vấn đề

Theo Chỉ thị số 38/2005/CT-TTg ngày 5 tháng 12 năm 2005 của Thủ tướng chính phủ, công tác rà soát qui hoạch nhằm phân chia ranh giới ba loại rừng, tạo ra cơ cấu rừng hợp lý phù hợp với chiến lược phát triển chung của nền kinh tế xã hội là nhiệm vụ chung của ngành lâm nghiệp.

Để đảm bảo thành công của công tác rà soát quy hoạch ba loại rừng, việc tiến hành phân cấp phòng hộ nhằm phân chia đất lâm nghiệp thành những khu vực có tiềm năng xói mòn khác nhau là một cơ sở rất quan trọng.

Hiện nay, việc ứng dụng tiến bộ của khoa học kỹ thuật như máy tính và các phần mềm chuyên dùng trong nghiên cứu khoa học và sản xuất đã và đang đem lại những kết quả mang tính khách quan, khoa học và thực tiễn rất cao. Nhằm phát huy thế mạnh của công nghệ tin học trong phân cấp phòng hộ, phục vu công tác quy hoạch ba loại rừng, nghiên cứu “Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng bản đồ phân cấp phòng hộ” đã được tiến hành.

Nằm về phía Đông của tỉnh Bắc Giang, tiếp giáp với tỉnh Quang Ninh,  huyện Sơn Động là vùng đồi núi cao, dốc, địa hình chia cắt phức tạp, khả năng gây xói mòn lớn. Do vậy, đây là vùng được lựa chọn trong nghiên cứu này. 

2      Mục tiêu, nội dung, phương pháp

2.1       Mục tiêu

- Phân chia vùng đất quy hoạch cho lâm nghiệp thành những khu vực có tiềm năng xói mòn khác nhau làm cơ sở cho qui hoạch các khu phòng hộ có hiệu quả.

- Xác định rõ ranh giới, diện tích các khu vực phòng hộ theo chức năng phân theo đơn vị hành chính cấp xã, huyện và tỉnh.

2.2       Nội dung, phương pháp

2.2.1       Xác định các nhân tố tham gia phân cấp phòng hộ

Theo tiêu chí phân cấp rừng phòng hộ (Quyết định 61/2005/QĐ-BNN), những yếu tố tham gia vào việc phân cấp phòng hộ lý thuyết bao gồm:

- Yếu tố thể hiện nguyên nhân gây ra xói mòn là chế độ mưa. Lượng mưa càng lớn, cường độ càng cao, tốc độ dòng chảy bề mặt càng lớn, khả năng đất bị xói mòn càng cao.

- Yếu tố thể hiện điều kiện của xói mòn bao gồm: i) Độ dốc – nếu độ dốc càng cao gia tốc dòng chảy mặt lớn, đất sẽ bị bào mòn, xói mòn càng nhiều và nhanh hơn và ii) Độ cao: khi độ cao càng lớn làm thế năng dòng chảy càng lớn, chiều dài dốc càng dài, gia tốc dòng chảy càng lớn, sẽ làm cho lượng đất bị xói mòn càng nhiều.

- Đối tượng của xói mòn: là đất. Các loại đất có kết cấu đất, thành phần cơ giới và độ dày tầng đất khác nhau thì khả năng gây xói mòn cũng khác nhau

2.2.2       Xây dựng các bản đồ đơn tính, lượng hóa các yếu tố phân cấp

Các nhân tố gây nên xói mòn ở trên được bản đồ hóa, số hóa và lượng hóa mức độ nguy hại. Bước này được thực hiện dựa trên tiêu chuẩn phân chia theo hướng dẫn của Quyết định 61/2005/QĐ-BNN và thang điểm của TS Lê Sáu và TS Trần Xuân Thiệp, có kết hợp với đặc điểm cụ thể của khu vực. Đơn vị cơ bản để cho điểm là Pixel có kích thước 10m X 10m. Cụ thể như sau:

• Bản đồ lượng mưa

Biểu 01:  Lượng hoá mức độ nguy hại lượng mưa

• Bản đồ Đất

Biểu 02:  Lượng hoá mức độ nguy hại dựa trên thành phần cơ giới

• Bản đồ độ dốc, đai cao

- Bản đồ độ dốc và đai cao sẽ nội suy từ mô hình không gian ba chiều được xây dựng bằng phần mềm ArcView 3.2a trên cơ sở bản đồ nền địa hình VN 2000 với khoảng cao đều đường đồng mức là 20m.

Biểu 03:  Lượng hoá mức độ nguy hại độ dốc

Biểu 04:  Lượng hoá mức độ nguy hại độ cao

2.2.3       Xây dựng bản đồ phân cấp phòng hộ lý thuyết

Bản đồ điểm tổng hợp của từng Pixel được xây dựng bằng phương pháp chồng ghép bản đồ đơn tính đã được lượng hóa ở trên với sự hỗ trợ của công nghệ GIS.  Sau đó, tiếp tục sử dụng phương pháp chồng xếp bản đồ điểm tổng hợp với bản đồ khoảnh, tính điểm trung bình cho từng khoảnh theo công thức sau:

Trong đó:       K_n: Điểm trung bình của khoảng thứ n

                        N_i: Điểm tổng hợp của Pixel i

                        S_i: Tổng diện tích của các Pixel có điểm là Ni

                                  åS_n: Tổng diện tích khoảnh thứ n

Việc phân cấp đầu nguồn cho từng khoảnh được thực hiện theo nguyên tắc lấy điểm trung bình của khoảnh từ cao (Rất xung yếu) đến thấp (Ít xung yếu) cụ thể như sau:

2.2.4       Kiểm chứng, bổ sung ngoại nghiệp

Sử dụng phương pháp chuyên gia để bổ sung, nâng cấp phòng hộ cho những khu vực xung quanh hồ chứa nước lớn, đập nước thủy điện, những khu vực xung quanh những khu canh tác nông nghiệp lớn và những khu vực phòng hộ môi trường, rừng ma, rừng cấm...

 Nhằm đảm bảo mức độ ưu tiên phòng hộ cho các khu vực này.

2.2.5       Hoàn chỉnh bản đồ phân cấp phòng hộ

Kết thúc công việc kiểm chứng thực địa, các tiêu chuẩn phân cấp  phòng hộ được bổ sung, hoàn chỉnh, tiến hành phân cấp lại trên máy, đồng thời số hoá bổ sung những khu vực phòng hộ cục bộ mới phát hiện ở thực địa.

2.2.6       Xử lý, tính toán số liệu

Diện tích các cấp phòng hộ theo đơn vị xã và huyện được xử lý, tính toán bằng phương pháp chồng xếp bản đồ phân cấp phòng hộ với bản đồ ranh giới hành chính.

3      Kết quả, phân tích kết quả

3.1 Kết quả xây dựng bản đồ đơn tính

3.2       Kết quả xây dựng bản đồ phân cấp phòng hộ

3.3       Diện tích và đặc điểm các vùng phòng hộ

Kết quả diện tích từng cấp phòng hộ phân theo xã được thể hiện ở biểu sau

3.3.1       Đặc điểm khu phòng hộ rất xung yếu

Là khu vực có mức độ phòng hộ rất cao nên đối tượng này thường phân bố chủ yếu ở những vùng có đặc điểm sau:

-Lượng mưa trên 1800mm/năm. Một phần trên khu vực có lượng mưa từ 1600 – 1800mm/năm nhưng có độ dốc trên 25^o và độ cao trên 700m

-Độ dốc trên 35^o. Một số khu vực nhỏ có độ dốc dưới 35^o nhưng có lượng mưa trên 1800mm/năm và độ cao trên 700m

-Độ cao trên 700m và một số khu vực có độ cao dưới 700m nhưng có lượng mưa trên 1800mm/năm và độ dốc trên 25^o.

-Nơi phân bố của nhóm đất cát có độ dày tầng đất dưới 80cm hoặc thịt nhẹ đến trung bình có độ dày dưới 30cm.

3.3.2       Đặc điểm khu phòng hộ xung yếu

Vùng này có diện tích là 14.985,1 ha và thường phân bố ở những khu vực có đặc điểm chủ yếu sau:

-Có độ dốc trên 25^o và một phần có độ dốc dưới 25^o nhưng có lượng mưa trên 1800mm/năm và độ cao trên 700m

-Có độ cao trên 300m và một phần nhỏ có độ cao dưới 300m nhưng độ dốc lớn hơn 25^o và lượng mưa trên 1800mm/năm.

-Nơi phân bố của nhóm đất cát có độ dày tầng đất trên 80cm, thịt nhẹ đến trung bình có độ dày từ 30cm – 80cm hoặc đất sét hay thịt nặng có độ dày trên 30cm.

3.3.3       Đặc điểm khu phòng hộ ít xung yếu

Vùng này có diện tích 66.731,3 ha, chiếm 79% tổng diện tích đất tự nhiên của huyện và phân bố chủ yếu ở vùng có độ cao thấp hơn 300m. Một phần nhỏ nằm trên khu vực có độ cao trên 300m nhưng độ dốc thấp. Đây là vùng dễ có khả năng tiếp cận nên rất thuân lợi cho sản xuất nông lâm nghiệp.

4.  Kết luận, kiến nghị

-Kết quả phân cấp phòng hộ huyện Sơn Động tỉnh Bắc Giang được thực hiện trên cơ sở ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật của máy tính và công nghệ GIS kết hợp phương pháp chuyên gia theo các quy định, quy trình quy phạm kỹ thuật đã thể hiện tính khách quan, khoa học và rất phù hợp với điều kiện thực tế của địa phương.

-Phương pháp phân cấp phòng hộ mang tính khoa học, có khả năng ứng dụng trong thực tế cao, đặc biệt trong công tác rà soát quy hoạch ba loại rừng trên toàn quốc.

-Nhằm đảm bảo đánh giá một cách chính xác hơn mức độ quan trọng của các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn, cần có những nghiên cứu sâu hơn về các phương pháp so sánh mức độ quan trọng giữa các nhân tố tham gia phân cấp phòng hộ từ đó đưa ra trọng số cho từng nhân tố đó.

Tài liệu tham khảo:

1.Hướng dẫn lập và sử dụng bản đồ phân cấp đầu nguồn – Trung tâm Môi trường và Phát triển, Trường đại học Berne, Thụy Sĩ, năm 1997.

2.Hướng dẫn kỹ thuật phân cấp phòng hộ đầu nguốn cho các dự án thuộc chương trinh 327 - TS Lê Sáu và TS Trần Xuân Thiệp, năm 1997.

3.Chuyên đề Phân cấp phòng hộ Đầu nguồn sông Thao – Phạm Đức Lân, năm 2000.

4.Chuyên đề Phân cấp phòng hộ Đầu nguồn sông Âm – Vũ Tiến Điển, Năm 2001.

5.Chỉ thị số 38/2005/CT-TTg ngày 5-12-2005 của Thủ tướng Chính phủ về việc rà soát, qui hoạch lại ba loại rừng

Bình luận