Ứng dụng công cụ xây dựng mô hình trong ArcGis để xây dựng mô hình xói mòn đất phục vụ đánh giá sự di chuyển và phân bố dioxin tại huyện A Lưới, tỉnh Thừa Thiên Huế.

- 1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học: “Ứng dụng công cụ xây dựng mô hình trong ArcGis để xây dựng mô hình xói mòn đất phục vụ đánh giá sự di chuyển và phân bố dioxin tại huyện A Lưới, tỉnh Thừa Thiên Huế” là do tôi thực hiện với sự hƣớng dẫn của TS.
- Học viên Nguyễn Thị Thanh Huyền 3 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AO : Chất độc da cam CĐHH : Chất độc hóa học IBSRAM : Tổ chức Nghiên cứu Quản lý đất Quốc tế FIPI : Viện Điều tra Quy hoạch rừng ISSS : Hội Khoa học đất quốc tế AIT : Viện Công nghệ Châu Á GIS : Hệ thống thông tin địa lý DEM : Mô hình số độ cao USLE : Phƣơng trình mất đất phổ dụng RUSLE : Phƣơng trình mất đất phổ dụng cải tiến CCTA : Uỷ ban hợp tác kỹ thuật Nam Sahara SARCCVS : Hội đồng bảo vệ và sử dụng đất đai Nam Phi CSDL : Cơ sở dữ liệu DL : Dữ liệu 4 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1.
- Công thức cấu tạo của dioxin TCDD.
- Sơ đồ hình thành dioxin trong quá trình sản xuất chất da cam.
- Mô phỏng đƣờng di chuyển và phân bố dioxin trong đất.
- Mô tả mô hình xói mòn dựa trên phƣơng trình mất đất phổ dụng kết hợp với công cụ Model Builder trong ArcGIS.
- Bản chất mô hình tính toán xói mòn bằng công cụ Model Builder.
- Sơ đồ chồng xếp bản đồ trong ArcGis.
- Mô hình xói mòn tổng thể.
- Mô hình biểu diễn tính toán hệ số R bằng công cụ Model Builder.
- Bản đồ điểm lấy mẫu đất phân tích các đặc tính vật lý đất phục vụ tính toán xói mòn.
- Biểu diễn mô hình tính toán hệ số LS.
- Biểu diễn mô hình tính toán hệ số cây trồng C.
- Bản đồ tính toán hệ số xói mòn K huyện A Lƣới, tỉnh Thừa Thiên Huế .
- Bản đồ chỉ số thực vật NDVI tại khu vực A Lƣới.
- Bản đồ hệ số cây trồng C cho khu vực A Lƣới.
- Bản đồ độ dốc (theo độ) huyện A Lƣới.
- Bản đồ hệ số độ dốc và chiều dài sƣờn dốc (LS.
- Bản đồ xói mòn tiềm tàng huyện A Lƣới.
- Bản đồ hệ số xói mòn đất huyện A Lƣới, tỉnh Thừa Thiên Huế.
- 67 Hình 3,10, Vùng xói mòn trung bình – mạnh và xói mòn mạnh.
- Bản đồ các đƣờng băng rải chất độc hóa học tại A Lƣới (đƣờng màu xanh) thể hiện trên bản đồ các khu vực bị xói mòn trung bình – mạnh và mạnh.
- 69 Hình 3.12.
- Tƣơng quan giữa lƣợng xói mòn đất tính toán theo phƣơng trình mất đất phổ dụng và theo kỹ thuật Cs137.
- Giá trị P cho ruộng bậc thang canh tác theo đƣờng đồng mức và độ dốc42 Bảng 2.5.Giá trị P cho ruộng bậc thang canh tác theo đƣờng đồng mức và độ dốc 42 Bảng 3.1.Một phần bảng thuộc tính của bản đồ đất vùng A Lƣới, Thừa Thiên Huế 56 Bảng 3.2.
- Thang đánh giá xói mòn đất của ISSS.
- 64 Bảng 3.4: Bảng phân bố diện tích các mức xói mòn tiềm tàng theo đơn vị hành chính huyện.
- Phân bố diện tích xói mòn hiện trạng theo đơn vị hành chính huyện.
- 9 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT ĐỘC HÓA HỌC DIOXIN, XÓI MÒN, CÁC MÔ HÌNH XÓI MÒN VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU.
- 11 1.1.Chất độc hóa học dioxin, các nghiên cứu về dioxin và tồn lƣu dioxin tại A Lƣới.
- 11 1.2.Xói mòn và các mô hình xói mòn.
- 17 1.2.1.Xói mòn và các loại xói mòn đất.
- 17 1.2.2.Các nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới.
- 20 1.2.3.Các nghiên cứu xói mòn đất tại Việt Nam.
- 22 1.2.4.Ứng dụng GIS và các mô hình tính toán xói mòn trong đánh giá xói mòn.
- 24 1.3.Tổng quan về khu vực nghiên cứu.
- 30 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU.
- 32 2.1.1 Hệ số xói mòn do mưa (R.
- 33 2.1.2 Hệ số xói mòn đất (K.
- 34 2.1.3 Hệ số độ dốc và chiều dài sườn dốc (SL.
- 36 8 2.1.4 Hệ số cây trồng (C.
- 38 2.1.5 Hệ số bảo vệ đất (P.
- 41 2.2 Ứng dụng công cụ xây dựng mô hình (Model Buider) trong ArcGis để xây dựng mô hình xói mòn dựa vào phƣơng trình mất đất phổ dụng.
- 46 2.3.3.Xây dựng mô hình sử dụng công cụ Model Builder.
- 47 2.3.4.Xây dựng mô hình tính toán xói mòn đất.
- Mô hình tổng thể.
- 48 2.3.4.2.Mô hình hệ số R.
- 49 2.3.4.3.Mô hình hệ số K.
- 50 2.3.4.4.Mô hình hệ số LS.
- 51 2.3.4.5.Mô hình hệ số C.
- 51 2.3.5.Hiệu chỉnh mô hình.
- 52 2.3.6.Xây dựng bản đồ xói mòn.
- 54 3.2 Xây dựng các bản đồ hợp phần.
- 54 3.2.1 Bản đồ hệ số mưa.
- 54 3.2.2 Bản đồ hệ số K.
- 56 3.2.3 Bản đồ hệ số cây trồng C.
- 57 3.2.4 Bản đồ hệ số độ dốc và chiều dài sườn dốc (LS.
- 61 3.2.5 Mô hình xói mòn huyện A Lưới, tỉnh Thừa Thiên Huế.
- 63 3.2.5.1 Bản đồ xói mòn tiềm tàng.
- 64 3.2.5.2 Bản đồ xói mòn hiện trạng.
- 66 3.2.6 Sự tương quan giữa lượng đất xói mòn tính toán theo phương trình mất đất phổ dụng và lượng đất mất tính toán theo kỹ thuật Cs-137.
- Do địa hình, thổ nhƣỡng, thời tiết và đặc tính của dioxin mà gần 40 năm sau chiến tranh, cần có sự nghiên cứu phân bố, di chuyển dioxin tại khu vực này để làm cơ sở cho việc lấy mẫu, phân tích, đánh giá hiện trạng làm cơ sở cho việc lấy mẫu, phân tích, đánh giá hiện trạng ô nhiễm để triển khai các biện pháp xử lý phù hợp.
- Xói mòn đất là một trong những nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tình trạng thoái hóa và suy thoái chất lƣợng tài nguyên đất.
- Trong điều kiện địa hình dốc, chia cắt và mƣa lớn tập trung thì quá trình xói mòn đất xảy ra mạnh mẽ.
- Do đặc tính hóa học của dioxin nên việc nghiên cứu sự phân bố, di chuyển của dioxin gần 40 năm sau chiến tranh tại huyên A Lƣới, tỉnh Thừa Thiên Huế có liên quan mật thiết với quá xói mòn đất đang diễn ra tại đây.
- Một số tác giả cho rằng, dioxin hiện nay đang tồn lƣu ở những điểm khó xác định do kết quả của quá trình di chuyển cùng quá trình xói mòn.
- Để làm rõ hơn vấn đề này, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Ứng dụng công cụ xây dựng mô hình trong ArcGis để xây dựng mô hình xói mòn đất phục vụ đánh giá sự di chuyển và phân bố dioxin tại huyện A Lưới, tỉnh Thừa Thiên Huế”.
- Phạm vi của đề tài Phạm vi nghiên cứu của đề tài đƣợc thực hiện trên toàn bộ huyện A Lƣới, tỉnh Thừa Thiên Huế.
- Đối tượng Trong khuôn khổ của đề tài, đối tƣợng nghiên cứu ở đây là xói mòn đất huyện A Lƣới, tỉnh Thừa Thiên Huế và sự phân bố, di chuyển của dioxin tại khu vực này.
- Mục đích của đề tài Xây dựng mô hình xói mòn đất dựa trên công cụ GIS cùng thuật toán của phƣơng trình mất đất phổ dụng RUSLE phục vụ đánh giá sự di chuyển và phân bố lại dioxin thông qua sự di chuyển và phân bố lại đất tại khu vực A Lƣới, Thừa Thiên Huế.
- 11 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT ĐỘC HÓA HỌC DIOXIN, XÓI MÒN, CÁC MÔ HÌNH XÓI MÒN VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1.Chất độc hóa học dioxin, các nghiên cứu về dioxin và tồn lƣu dioxin tại A Lƣới Cuộc chiến tranh của Mỹ tại Việt Nam đã kết thúc.
- Trong chƣơng trình có các chiến dịch và kế hoạch dƣới các mật danh khác nhau: Chiến dịch Agile : Bắt đầu từ giữa năm 1961 đến 1968, nhằm thử nghiệm, lựa chọn chọn các CĐHH, nghiên cứu đánh giá kĩ thuật khai quang.
- Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu thƣờng sử dụng số liệu của tác giả Westing với lƣợng dioxin phun rải xuống miền Nam Việt Nam là 170kg.
- Về môi trƣờng, các điểm nóng về ô nhiễm dioxin đƣợc biết đến là sân bay Đà Nẵng, sân bay Biên Hòa và sân bay Phù Cát cùng với rất nhiều khu vực bị phun rải chƣa có các nghiên cứu cụ thể.
- Công thức cấu tạo của dioxin và cấu trúc của vòng dibenzo-p-dioxin và dibenzofuran đƣợc thể hiện nhƣ sau : Hình 1.1.
- Công thức cấu tạo của dioxin TCDD Tính chất lý học của dioxin.
- Hoàn toàn không bị phân hủy bởi sinh học do vi sinh vật thông thƣờng  Chu kỳ bán hủy (3-12 năm) Tính chất hóa học của dioxin  Danh pháp hóa học : 2,3,7,8-tetraclodibenzo-para-dioxin (TCDD.
- Sự hình thành của dioxin trong quá trình sản xuất chất da cam có thể đƣợc diễn giải nhƣ hình ở dƣới: Hình 1.2.
- Sơ đồ hình thành dioxin trong quá trình sản xuất chất da cam Nhƣ vậy, gần 40 năm sau cuộc chiến, việc nghiên cứu ô nhiễm dioxin trong môi trƣờng là việc cần thiết.
- Việc nghiên cứu ô nhiễm tại các kho chứa đã đƣợc thực hiện và có những kết quả nhất định.
- Ngoài ra, công việc nghiên cứu ô nhiễm dioxin tại các vùng bị phun rải đã và đang là vấn đề cấp bách trong công tác khắc phục hậu quả chất độc hóa học/dioxin do Mỹ sử dụng trong chiến tranh ở Việt Nam.
- Tại khu vực nghiên cứu, huyện A Lƣới, tỉnh Thừa Thiên Huế là khu vực phải hứng chịu rất nhiều các đợt phun rải chất diệt cỏ của quân đội Mỹ.
- Các nghiên cứu về dioxin tại đây đã đƣợc thực hiện từ năm 1996 bởi Hatfield và Ủy ban 10 – 80.
- Nghiên cứu sau đó đƣợc thực hiện vào các năm 1997 và 1999.
- 50 mẫu phân tích tại nhiều khu vực tại A Lƣới đã đƣợc thực hiện.
- Nhƣ vậy, các Butyl este 2,4,5-T Butyl este 2,4-D 2,4-diclophenol Axit cloaxetic Tetraclobenzen Dioxin vµ c¸c ®ång ph©n Phenol 2,4-D (axit) Axit acetic Benzen 2,4,5-Triclo ronbenzo Natri cloaxetat 2,4,5-T (axit) ChÊt da cam (Orange) 15 nghiên cứu tại A Lƣới trong 3 năm này chủ yếu đƣợc thực hiện bằng phƣơng pháp lấy mẫu và phƣơng pháp chuyên gia để đánh giá các kết quả đó mà chƣa có phƣơng pháp tổng hợp, sử dụng các số liệu cũ để đánh giá phân bố, di chuyển và tồn lƣu của dioxin.
- Thời gian gần đây, việc sử dụng các mô hình định lƣợng trong đánh giá tồn lƣu dioxin đã đƣợc thực hiện.
- Mai Văn Trịnh và cộng sự đã tiến hành để xây dựng mô hình tồn lƣu dioxin cho khu vực Mã Đà, Đồng Nai và bƣớc đầu cho kết quả đáng tin cậy [3].
- Sử dụng mô hình định lƣợng với sự hỗ trợ của công cụ ArcGis sẽ mở ra một hƣớng nghiên cứu mới cho phép dự đoán đƣợc sự phân bố và di chuyển của dioxin trong môi trƣờng đất tại huyện A Lƣới.
- Kết quả nghiên cứu sự phân bố dioxin theo chiều sâu của nhiều nhà khoa học trên thế giới cho rằng dioxin chỉ thấm sâu xuống đất đến 30 cm và nồng độ của chúng thƣờng tập trung ở độ sâu 5 – 10 cm.
- Tuy nhiên, thành phần của đất mà đặc biệt là thành phần hữu cơ của đất nhƣ axit Humic đóng vai trò quan trọng trong việc thấm sâu của dioxin vào đất.
- Độ lan truyền của dioxin giảm khi tăng hàm lƣợng chất hữu cơ trong đất.
- Vùng đồi núi, vùng cao ở đồng bằng, quá trình xói mòn diễn ra mạnh.
- A Lƣới là một vùng núi với hệ sinh thái rừng rậm nhiệt đới, ở đây hầu hết các núi có độ dốc > 150 nên việc nghiên cứu quá trình di chuyển dioxin là rất phức tạp, cần có mô hình mô phỏng tốc độ xói mòn đất, kết hợp với các điều kiện khí hậu, địa hình, số liệu phân tích dioxin ở A Lƣới để xây dựng bản đồ phân bố và di chuyển của dioxin phục vụ công tác nghiên cứu, khắc phục hậu quả chất độc hóa học do Mỹ sử dụng trong chiến tranh ở Việt Nam một cách tốt nhất.
- Tại vùng đồi núi dốc A Lƣới, do tác động mạnh mẽ của thời tiết, các yếu tố nhƣ địa hình, cây trồng, mƣa…mà xảy ra quá trình xói mòn.
- Dioxin không những bị phân rã tại chỗ, mà còn bị di chuyển theo các lớp đất bề mặt và dòng chảy đi theo sự vận động của địa hình địa mạo, qua khe rạch, sông suối, ao hồ.
- Tốc độ di chuyển của dioxin phụ thuộc vào tốc độ xói mòn.
- Mô phỏng đƣờng di chuyển và phân bố dioxin trong đất Mô hình định lƣợng có ứng dụng công cụ không gian vào đánh giá phân bố, di chuyển dioxin cho kết quả đầu ra là bản đồ phân bố và di chuyển của dioxin.
- Bản đồ này đƣợc xây dựng dựa trên các yếu tố đầu vào nhƣ sau.
- Bản đồ xói mòn đất huyện A Lƣới - Bản đồ hƣớng dòng chảy từ mô hình số độ cao (DEM ) A B C D E

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt