Tài liệu đánh giá diễn biến chất lượng nước sông cầu treo tỉnh hưng yên và giải pháp quản lý bảo vệ

LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là : Dương Thị Thùy Lớp : 21KHMT11 Chuyên ngành : Khoa học Môi trường Mã số : 608502 Khóa học : 2013-2015 Mã số học viên: 138440301008 Tôi xin cam đoan quyển luận văn được chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Văn Thắng với đề tài nghiên cứu trong luận văn “Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Cầu Treo, tỉnh Hưng Yên và giải pháp quản lý bảo vệ”. Đây là đề tài nghiên cứu mới, không trùng lặp với các đề tài luận văn nào trước đây, do đó không có sự sao chép của bất kì luận văn nào. Nội dung của luận văn được thể hiện theo đúng quy định, các nguồn tài liệu, tư liệu nghiên cứu và sử dụng trong luận văn đều được trích dẫn nguồn. Nếu xảy ra vấn đề gì với nội dung luận văn này, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm theo quy định. NGƯỜI VIẾT CAM ĐOAN Dương Thị Thùy i LỜI CẢM ƠN Luận văn “ Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Cầu Treo, tỉnh Hưng Yên và giải pháp quản lý bảo vệ” được hoàn thành ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân tác giả còn được sự giúp đỡ nhiệt tình của các quý Thầy, Cô trường Đại học Thủy Lợi, bạn bè và gia đình. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn: PGS TS. Nguyễn Văn Thắng, người đã giảng dạy và tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết cho luận văn. Xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo Phòng đào tạo đại học và Sau đại học, khoa Môi trường - Trường Đại học Thuỷ Lợi đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập, cũng như quá trình thực hiện luận văn này. Xin trân trọng cảm ơn Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hưng Yên, Trung tâm quan trắc môi trường tỉnh Hưng Yên đã nhiệt tình giúp đỡ cung cấp các thông tin cần thiết cho luận văn. Đặc biệt, để hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được sự cổ vũ, động viên khích lệ thường xuyên và giúp đỡ về nhiều mặt của gia đình và bạn bè trong và ngoài lớp cao học 21MT. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 1 năm 2017 Tác giả luận văn Dương Thị Thùy ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... ii MỤC LỤC .......................................................................................................... iii DANH MỤC BẢNG ........................................................................................... v DANH MỤC HÌNH............................................................................................ vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................... vii MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................ 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 2 4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 2 5. Nội dung chính của luận văn ........................................................................... 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM NƯỚC MẶT CÁC SÔNG VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG VÀ GIỚI THIỆU KHU VỰC NGHIÊN CỨU .. 4 1.1. Tổng quan về ô nhiễm nước mặt các sông vùng đồng bằng sông Hồng...... 4 1.2. Tổng quan về các chính sách quản lý tài nguyên nước và môi trường nước6 1.3. Tình hình nghiên cứu chất lượng nước sông Cầu Treo ................................ 7 1.3.1. Tình hình ô nhiễm nước sông Cầu Treo .................................................... 7 1.3.2. Quy hoạch phát triển huyện Yên Mỹ và yêu cầu về bảo vệ chất lượng nước sông Cầu Treo............................................................................................. 8 1.4. Giới thiệu lưu vực sông (LVS) Cầu Treo, tỉnh Hưng Yên ........................... 9 1.4.1. Điều kiện tự nhiên ..................................................................................... 9 1.4.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ........................................................................ 13 CHƯƠNG II : HIỆN TRẠNG VÀ DỰ BÁO DIỄN BIẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG CẦU TREO, TỈNH HƯNG YÊN ............................................. 15 2.1. Các nguồn gây ô nhiễm nước sông Cầu Treo ............................................ 15 2.1.1. Nước thải, rác thải sinh hoạt .................................................................... 15 2.1.2. Nguồn thải nông nghiệp .......................................................................... 16 2.1.3. Nguồn ô nhiễm nước từ các cơ sở sản xuất công nghiệp ........................ 17 2.1.4. Nguồn ô nhiễm do làng nghề................................................................... 19 2.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước sông Cầu Treo ..................................... 21 2.2.1. Đánh giá chất lượng nước trên sông Cầu Treo........................................ 21 2.2.2. Đánh giá các nguồn thải dọc sông Cầu Treo ........................................... 28 2.2.3. Đánh giá chất lượng nước sông theo chỉ số (WQI). ................................ 29 2.4. Đánh giá biến đổi chất lượng nước sông theo mô hình toán QUAL2K..... 34 2.4.1. Khái quát chung về mô hình toán và lựa chọn mô hình .......................... 34 iii 2.4.2. Phân đoạn và thủy lực: ............................................................................ 35 2.4.3. Thành phần mô hình và phương trình cân bằng của các thành phần chất lượng nước:........................................................................................................ 37 2.4.4. Cơ sở của các phản ứng:......................................................................... 39 2.4.5. Số liệu đầu vào của mô hình: ................................................................. 40 2.4.6. Kết quả của mô hình:............................................................................... 40 2.4.7. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình: .......................................................... 40 2.4.8. Các bước ứng dụng mô hình Qual2k ...................................................... 41 2.5. Ứng dụng mô hình chất lượng nước Qual2k mô phỏng biến đổi chất lượng nước sông Cầu Treo .......................................................................................... 41 2.5.1. Tình hình số liệu thủy văn, thủy lực và chất lượng nước sông Cầu Treo41 2.5.2. Tính toán/ Ước tính tải lượng chất ô nhiễm lưu vực sông Cầu Treo ...... 44 2.5.3. Hiệu chỉnh xác định thông số mô hình.................................................... 48 2.5.4. Kiểm định bộ thông số của mô hình và phân tích kết quả ...................... 50 CHƯƠNG III : ỨNG DỤNG MÔ HÌNH QUAL2K ĐỂ NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ BẢO VỆ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG CẦU TREO 3.1. Cơ sở đề xuất các biện pháp ....................................................................... 53 3.2. Xây dựng các kịch bản dự báo chất lượng nước ........................................ 55 3.3. Ứng dụng mô hình để dự báo theo kịch bản .............................................. 56 3.4 . Kết luận về biện pháp quản lý nguồn thải dựa trên các kết quả tính toán theo kịch bản...................................................................................................... 58 3.5. Đề xuất các giải pháp chính sách quản lý lưu vực sông ô nhiễm nghiêm trọng ................................................................................................................... 59 3.6. Đề xuất giải pháp công trình ...................................................................... 60 3.6.1. Đề xuất công nghệ xử lý các nguồn thải ................................................. 60 3.6.2. Đề xuất giải pháp cải tạo dòng chảy ........................................................ 62 3.7. Giải pháp nâng cao năng lực quản lý ......................................................... 63 3.8. Giải pháp giám sát các dòng sông ô nhiễm ................................................ 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 70 PHỤ LỤC 1 ....................................................................................................... 72 PHỤ LỤC 2. MỘT SỐ HÌNH ẢNH DỮ LIỆU ĐẦU VÀO CHO MÔ HÌNH. .... 76 PHỤ LỤC 3. MỘT SỐ HÌNH ẢNH KẾT QUẢ ĐẦU RA CỦA MÔ HÌNH .. 77 DƯỚI DẠNG ĐỒ THỊ ...................................................................................... 77 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Đặc trưng khí hậu năm trung bình nhiều năm của trạm Hưng Yên ............ 12 Bảng 2.1. Khối lượng nước thải công nghiệp .............................................................. 22 Bảng 2.2. Tổng hợp các cơ sở, công ty xả nước thải vào sông Cầu Treo ................... 19 Bảng 2.3. Khối lượng nước thải do làng nghề vào sông. ............................................ 19 Bảng 2.4. Đặc trưng các chất ô nhiễm có trong nguồn thải......................................... 20 Bảng 2.5. Các điểm thực đo trên sông Cầu Treo ......................................................... 21 Bảng 2.6. Mô tả vị trí quan trắc chất lượng nước sông Cầu Treo ............................... 23 Bảng 2.7. Kết quả phân tích chất lượng nước mặt sông Cầu Treo .............................. 24 tháng 12 năm 2014, 2015............................................................................................. 24 Bảng 2.8. Kết quả đánh giá chỉ tiêu TSS theo Quy chuẩn Việt Nam .......................... 25 Bảng 2.9. Quy định các giá trị q i , BP i ......................................................................... 30 Bảng 2.10 Quy định các giá trị BP i và qi đối với DO % bão hòa ...................................... 31 Bảng 2.12. Bảng đánh giá chỉ số chất lượng nước ...................................................... 32 Bảng 2.13. Kết quả tính toán chỉ số WQI sông Cầu Treo ........................................... 33 Bảng 2.14. Kết quả chỉ số WQI sông Cầu Treo .......................................................... 33 Bảng 2.15. Các biến trạng thái của mô hình Q2K ....................................................... 38 Bảng 2.16 Phân chia đoạn sông tính toán ................................................................... 46 Bảng 2.17. Hệ số phát sinh chất thải trong nước thải sinh hoạt theo TCXDVN 51:2006 ........................................................................................................................ 46 Bảng 2.18. Nồng độ BOD 5 trong nước thải công nghiệp theo nhóm ngành nghề sản xuất ............................................................................................................................. 46 Bảng 2.19. Khối lượng nước thải do chăn nuôi ........................................................... 47 Bảng 2.20. Nồng độ các thành phần trong nước thải chăn nuôi .................................. 47 Bảng 2.21. Tổng hợp khối lượng BOD 5 xả vào hệ thống sông Cầu Treo .................. 47 Bảng 2.22. Giá trị sai số của hiệu chỉnh mô hình ........................................................ 49 Bảng 2.23. Bộ thông số của mô hình ........................................................................... 50 Bảng 2.24. Giá trị sai số của kiểm định mô hình......................................................... 51 Bảng 3.1. Tổng hợp tình hình triển khai các chính sách quản lý tài nguyên nước...... 53 Bảng 3.2. Tổng hợp các dự án về TNN đã thực hiện của tỉnh Hưng Yên ................... 55 Bảng 3.3. Các kịch bản phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020 ................................. 56 Bảng 3.4. Dự báo dân số và lưu lượng nước thải sinh hoạt đến năm 2020 ................. 56 Bảng 3.5. Xí nghiệp thủy nông quản lý sông Cầu Treo .............................................. 63 Bảng 3.6. Các vị trí được đề xuất giám sát .................................................................. 66 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ khu vực nghiên cứu - sông Cầu Treo ................................................ 11 Hình 1.2. Cơ cấu lao động năm 2014 .......................................................................... 13 Hình 2.1. Sơ đồ vị trí các điểm quan trắc chất lượng nước dọc sông Cầu Treo ......... 22 Hình 2.2. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi của TSS tại các vị trí ..................................... 26 Hình 2.3. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi của BOD 5 và COD tại các vị trí .................... 27 Hình 2.4. Biểu đồ thể hiện hàm lượng BOD 5 trong các mẫu nước thải từ các cơ sở sản xuất, kinh doanh .................................................................................................... 28 Hình 2.5. Biểu đồ thể hiện hàm lượng COD trong các mẫu nước ............................. 28 Hình 2.6. Biểu đồ thể hiện hàm lượng SS trong các mẫu nước thải từ các cơ sở sản xuất, kinh doanh .......................................................................................................... 29 Hình 2.7. Sơ đồ phân đoạn của mô hình Q2K trong hệ thống sông không nhánh...... 35 Hình 2.8. Cân bằng nước của đoạn sông ..................................................................... 36 Hình 2.9. Cân bằng của từng thành phần chất lượng nước ......................................... 39 Hình 2.10. Đoạn sông Cầu Treo tính toán................................................................... 48 Hình 2.11. Kết quả hiệu chỉnh mô hình cho thông số DO .......................................... 48 Hình 2.12. Kết quả hiệu chỉnh mô hình cho thông số BOD 5 ...................................... 49 Hình 2.13. Kết quả kiểm định mô hình cho thông số DO ........................................... 51 Hình 2.14. Kết quả kiểm định mô hình cho thông số BOD 5 ...................................... 51 Hình 3.1. Xu thế biến đổi BOD 5 theo KB1 ................................................................ 57 Hình 3.2. Xu thế biến đổi BOD 5 theo KB2 ................................................................ 57 Hình 3.3. Xu thế biến đổi BOD 5 theo KB3 ................................................................ 58 Hình 3.4. Sơ đồ công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi gia súc cho 1 khu dân cư ........ 61 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD 5 : Nhu cầu oxy sinh học. BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường. CBOD : Nhu cầu ôxy sinh hóa để phân hủy cacbon DO : Hàm lượng oxy hòa tan trong nước. TSS : Tổng chất rắn lơ lửng Q2K : Mô hình toán Qual2k Q2E : Mô hình toán Qual2e KB : Kịch bản. KTXH : Kinh tế xã hội. KCN/CCN : Khu công nghiệp/Cụm công nghiệp NTSH : Nước thải sinh hoạt. TT : Thị trấn TCCP : Tiêu chuẩn cho phép. QCVN : Quy chuẩn Việt Nam. UBND : Ủy ban nhân dân. TCXDVN : Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam vii MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa mạnh mẽ với sự phát triển kinh tế xã hội nhanh của đất nước đang gây ra những quan ngại về ô nhiễm môi trường không chỉ ở các thành phố lớn, các trung tâm đô thị chính mà còn ô nhiễm cả ở các vùng phụ cận, vùng nông thôn. Đối với môi trường nước, ô nhiễm được gây ra do nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý và nước thải xả ra từ nhiều hoạt động trong công nghiệp, khai khoáng, từ các làng nghề đã và đang là một vấn đề nan giải. Nước là tài nguyên quý giá và rất cần thiết đối với cuộc sống của con người, tuy đây là dạng tài nguyên có thể tái tạo nhưng với việc khai thác bừa bãi, quá trình sử dụng lãng phí và không phù hợp đã khiến trữ lượng nước giảm dần và vô hình chung làm mất đi giá trị vốn có của nó. Nguồn nước mặt hiện nay đang chịu các áp lực nặng nề của quá trình phát triển, từ chức năng cung cấp nước cho các hoạt động sinh hoạt và sản xuất, điều hòa khí hậu trở thành nơi tiếp nhận và chứa đựng chất thải. Điều này đã khiến cho nhiều thủy vực bị ô nhiễm nặng nề và đang là vấn đề nhức nhối cho các nhà quản lý cũng như công tác bảo vệ môi trường. Hưng Yên với vị trí ở trung tâm của Đồng bằng Bắc Bộ, là địa phương có hệ thống sông ngòi chằng chịt gồm các sông tự nhiên và sông đào, bộ phận cấu thành của hệ thống đại thủy nông Bắc Hưng Hải. Sông Cầu Treo chảy qua hai huyện Yên Mỹ và huyện Mỹ Hào của tỉnh Hưng Yên. Ngày nay, cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh, dòng sông này ngoài nhiệm vụ tưới tiêu cho nông nghiệp đang phải gánh thêm nhiệm vụ tiêu nước cho các hoạt động sản xuất công nghiệp, làng nghề, khu nuôi trồng thủy sản và tiêu nước thải sinh hoạt đô thị và nông thôn. Mật độ dân cư cao, nhiều nhà máy, xí nghiệp tập trung trên một diện tích nhỏ, cơ sở hạ tầng về xử lý nước thải yếu kém đã dẫn đến hiện tượng ô nhiễm trên dòng sông. Bên cạnh đó, nước thải và chất thải từ các hoạt động chăn nuôi gia súc, gia cầm, nước thải từ các hoạt động nuôi trồng thủy sản chưa được xử lý triệt để là nguyên nhân gây ô nhiễm dòng sông. Lượng nước thải ra sông Cầu Treo khoảng 5.859 m3/ngày. Chất lượng nước sông đã vượt quá giới hạn cho phép như chỉ tiêu BOD 5 , COD, Coliform gấp 2-5 lần so với QCVN; NH 4 ; dầu mỡ gấp 1,6-6 lần QCVN 08-MT:2015(Cột B1:dùng cho mục đích tưới, thủy lợi). Vào mùa kiệt, một số đoạn sông nước cạn, có nhiều rác, rau 1 muống và bèo phủ kín mặt sông gây tắc nghẽn dòng chảy làm cho khả năng pha loãng chất ô nhiễm và tự làm sạch của dòng sông rất kém. Với tầm quan trọng của sông Cầu Treo, việc theo dõi và dự báo diễn biến chất lượng nước cần được thực hiện nhằm bảo vệ chất lượng nước sông. Vì thế em chọn đề tài “Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Cầu Treo, tỉnh Hưng Yên và giải pháp quản lý bảo vệ” làm đề tài nghiên cứu luận văn tốt nghiệp nhằm một phần nào giúp người dân nơi đây nhận ra tầm quan trọng và có ý thức hơn trong việc giữ gìn bảo vệ dòng sông cũng như mong muốn cấp chính quyền quản lý môi trường tỉnh và các huyện liên quan sẽ quan tâm và có biện pháp quản lý, khắc phục tránh tình trạng dòng sông bị ô nhiễm nghiêm trọng trong tương lai. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá được chất lượng và dự báo biến đổi chất lượng nước trên sông Cầu Treo, tỉnh Hưng Yên. - Đề xuất được các biện pháp quản lý, bảo vệ nguồn nước sông Cầu Treo, tỉnh Hưng Yên. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Chất lượng nước mặt sông Cầu Treo - Phạm vi nghiên cứu : Sông Cầu Treo (từ xã Trung Hưng - huyện Yên Mỹ đến thị trấn Bần - huyện Mỹ Hào, tỉnh Hưng Yên). 4. Phương pháp nghiên cứu Đề tài đã sử dụng ba phương pháp chính để tiếp cận, nghiên cứu, cụ thể là : - Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Nhằm thu thập các số liệu thủy văn, thủy lực, các nguồn ô nhiễm có tác động đến chất lượng nước sông Cầu Treo, các yếu tố thời tiết, khí hậu... - Phương pháp thừa kế: Việc điều tra, khảo sát, đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước trên địa bàn tỉnh Hưng Yên đã có một số cơ quan thực hiện trong thời gian qua. Việc thừa kế các kết quả đã có, đánh giá các kết quả ấy trong điều kiện trước đây và hiện nay để tìm ra những vấn đề cần bổ sung nâng cao là cần thiết. - Phương pháp sử dụng mô hình: là phương pháp chính sử dụng trong luận văn, cụ thể sẽ sử dụng mô hình chất lượng nước Qual2k để dự báo sự biến đổi của chất lượng nước sông Cầu Treo dọc theo chiều dòng chảy. 2 5. Nội dung chính của luận văn Luận văn có những nội dung chính như sau : - Đánh giá chất lượng nước và ô nhiễm nguồn nước sông Cầu Treo đoạn chảy qua huyện Yên Mỹ và huyện Mỹ Hào, tỉnh Hưng Yên. - Ứng dụng mô hình toán Qual2k để tính toán và dự báo biến đổi chất lượng nước sông. - Nghiên cứu, đề xuất một số biện pháp quản lý, kiểm soát các nguồn gây ô nhiễm, bảo vệ chất lượng nước sông. Ngoài phần mở đầu và kết luận, cấu trúc luận văn gồm 3 chương như sau: Chương 1: Tổng quan về ô nhiễm nước mặt các sông vùng đồng bằng sông Hồng và giới thiệu khu vực nghiên cứu. Chương 2: Hiện trạng và dự báo diễn biến chất lượng nước sông Cầu Treo, tỉnh Hưng Yên. Chương 3: Ứng dụng mô hình Qual2k để nghiên cứu các biện pháp quản lý bảo vệ chất lượng nước sông Cầu Treo, tỉnh Hưng Yên. 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM NƯỚC MẶT CÁC SÔNG VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG VÀ GIỚI THIỆU KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về ô nhiễm nước mặt các sông vùng đồng bằng sông Hồng Ô nhiễm nguồn nước xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau, tuy nhiên chúng ta có thể thấy rõ nhất bốn nguồn thải chính tác động đến môi trường nước mặt ở nước ta đó là: nước thải công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt và y tế. Mức độ gia tăng các nguồn nước thải ngày càng lớn với quy mô rộng ở hầu hết các vùng miền trong cả nước. Nước thải sinh hoạt chiếm trên 30 % tổng lượng thải trực tiếp ra các sông hồ hay kênh rạch dẫn ra sông. Vùng đồng bằng sông Hồng với các tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc, nơi tập trung các khu công nghiệp lớn cũng là vùng có lượng phát sinh nươc thải công nghiệp nhiều nhất chỉ sau vùng Đông Nam Bộ. - Ô nhiễm do nước thải sinh hoạt Lượng nước thải sinh hoạt đổ vào các sông hàng năm đều tăng do tốc độ đô thị hóa cao. Do đặc điểm điều kiện tự nhiên và tình hình phát triển kinh tế - xã hội thuận lợi, tổng số dân khu vực miền Bắc lên đến gần 31,3 triệu người (chiếm 35,6% dân số toàn quốc). Hầu hết nước thải của các thành phố đều chưa được xử lý, trực tiếp đổ vào các kênh mương và chảy thẳng ra sông gây ô nhiễm môi trường nước mặt. Phần lớn các đô thị đều chưa có nhà máy xử lý nước thải tập trung, hoặc đã xây dựng nhưng chưa đi vào hoạt động, hay hoạt động không hiệu quả. - Ô nhiễm do nước thải công nghiệp Phát triển công nghiệp ở đồng bằng sông Hồng đã có quá trình lịch sử lâu dài và đã hình thành các trung tâm công nghiệp, phân bố chủ yếu ở các tỉnh như Hà Nội, Hải Phòng, Hải Dương, Hưng Yên. Tuy vậy, đến nay vẫn còn tình trạng nhiều khu công nghiệp, nhà máy lớn xả thải chưa qua xử lý mà đổ trực tiếp xuống hệ thống sông hồ xung quanh, gây ô nhiễm nguồn nước tại nhiều đoạn sông trên lưu vực. Lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy: Chất lượng nước của nhiều đoạn thuộc LVS Nhuệ - sông Đáy đã bị ô nhiễm tới mức báo động, đặc biệt vào mùa khô, giá trị các thông số BOD 5 , COD, Coliform, tại các điểm đo đều vượt QCVN 08-MT: 2015/BTNMT nhiều lần. Khu vực đầu nguồn sông Nhuệ, nước sông còn tương đối tốt nhưng sau hợp lưu với sông Tô Lịch (nguồn tiếp 4 nhận nước thải chính của các quận nội thành Hà Nội), nước sông Nhuệ đã bị ô nhiễm trầm trọng (đặc biệt tại điểm Cầu Tó trở đi). Mặc dù đã được pha loãng từ đoạn hợp lưu với sông Đáy trở về hạ lưu và áp dụng giải pháp điều tiết đưa nước sông Tô Lịch qua hệ thống hố điều hòa Yên Sở bơm ra sông Hồng vào mùa kiệt, nước sông Nhuệ vẫn là nguyên nhân chính gây ô nhiễm cục bộ cho LVS Nhuệ -sông Đáy, nguồn cấp nước sinh hoạt và sản xuất cho Thành phố Phủ Lý và một số địa phương phía hạ nguồn. - Ô nhiễm do nước thải y tế Đồng bằng sông Hồng là khu vực phát triển trọng điểm của các tỉnh phía Bắc, là nơi tập trung nhiều bệnh viện tuyến Trung ương, nhiều trung tâm y tế lớn đang hoạt động. Các bệnh viện đã được xây dựng hệ thống xử lý nước thải đặt trong khuôn viên. Các cơ sở y tế với quy mô nhỏ (thuộc tuyến địa phương) phần lớn chưa được đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải. Với lượng nước thải lớn tổng lượng chất ô nhiễm trong nước thải y tế cao chưa được xử lý hay xử lý không triệt để là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường nước mặt. - Ô nhiễm do nước thải nông nghiệp, làng nghề Hoạt động trồng trọt sử dụng phân bón không đúng quy trình, sử dụng quá nhiều hóa chất bảo vệ thực vật cũng đã và đang là nguồn gây ô nhiễm môi trường nước các lưu vực sông. Nguyên nhân là phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật tồn dư trong đất do sử dụng quá liều lượng bị rửa trôi theo các dòng chảy mặt và đổ vào các con sông. Theo tính toán chưa đầy đủ, nhu cầu sử dụng phân bón cho các hoạt động sản xuất nông nghiệp của khu vực phía Bắc chiếm khoảng 30 - 40% tổng nhu cầu toàn quốc. Lượng phân bón và hóa chất nêu trên là nguồn gây ô nhiễm đáng kể cho các sông trong mùa mưa, khi các chất gây ô nhiễm bị rửa trôi sau các cơn mưa, lũ. Đồng bằng sông Hồng cũng là khu vực tập trung nhiều làng nghề nhất trong cả nước với gần 900 làng nghề (chiếm xấp xỉ 60% tổng số làng nghề trên cả nước). Các làng nghề với quy mô sản xuất thủ công, lạc hậu, quy mô nhỏ lẻ, phân tán, phần lớn không có các công trình xử lý nước thải đã và đang làm cho chất lượng môi trường nước tại nhiều làng nghề suy giảm nghiêm trọng, ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng và ngày càng trở nên bức xúc và được cộng đồng hết sức quan tâm. Ô nhiễm nước sông Bắc Hưng Hải (đoạn sông chảy qua tỉnh Hưng Yên). 5 Sông Bắc Hưng Hải là sông chính của hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải lấy nước trực tiếp từ sông Hồng và phân phối cho các sông của hệ thống trung thủy nông trong tỉnh Hưng Yên. Các phụ lưu của sông Bắc Hưng Hải thuộc địa phận Hưng Yên gồm có: Sông Kim Sơn, sông Điện Biên, sông Kẻ Sặt. Theo báo cáo của Sở Tài nguyên và Môi trường Hưng Yên năm 2014, do phải tiếp nhận nhiều nguồn nước thải chưa qua xử lý, cụ thể là tiếp nhận nước thải của một số khu công nghiệp thuộc địa phận thành phố Hà Nội như: Khu công nghiệp Gia Lâm, Khu công nghiệp Sài Đồng qua sông Cầu Bây (qua cống Xuân Thụy) với lượng khoảng 7.100 m3/ngày đêm; tiếp nhận nước thải sinh hoạt, công nghiệp và làng nghề qua sông Như Quỳnh, sông Điện Biên (điểm tiếp nhận khu vực cầu Lực Điền) nên nước mặt trên sông Bắc Hưng Hải qua địa phận Hưng Yên đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. Hàm lượng nhiều chất ô nhiễm không đạt QCVN 08-MT :2015/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt). Cụ thể là ôxi hòa tan trong nước (DO) thấp hơn từ 1,03 - 7,14 lần, tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) cao hơn từ 1,01 - 6,22; COD cao hơn từ 1,01 - 9 lần; BOD 5 vượt từ 1,04 - 9,45 lần; PO 4 3- vượt từ 1,02 - 5,72 lần; Coliform vượt từ 1,01 - 2,34 lần; tổng dầu mỡ vượt từ 1,2 - 2 lần và một số kim loại nặng như sắt (Fe), Thủy ngân (Hg), Asen (As). 1.2. Tổng quan về các chính sách quản lý tài nguyên nước và môi trường nước Quan điểm về quản lý tài nguyên nước đã được Chính phủ khẳng định trong các văn bản quy phạm pháp luật như sau: * Luật Tài nguyên nước sửa đổi số 17/2012/QH13 ngày 21/6/2012 và Nghị định số 120/2008/NĐ-CP ngày 1/12/2008 đã có 1 số điều quy định về quản lý tài nguyên nước * Thông tư 02/2009/TT-BTNMT Quy định đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước. Trong thông tư này hướng dẫn cách đánh giá sơ bộ và đánh giá chi tiết khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước. * Quyết định 879/QĐ-TCMT ngày 1/7/2011 về việc ban hành sổ tay hướng dẫn tính toán chỉ số chất lượng nước. * Bộ Tài nguyên và Môi trường cũng đã ban hành một số quy chuẩn như: QCVN 08MT:2015/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt); QCVN 6 40:2011/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải công nghiệp). Nhận xét chung Nhìn chung, việc ban hành các văn bản quy phạm pháp luật về quản lý, bảo vệ, khai thác và sử dụng tài nguyên nước là một bước tiến quan trọng trong công tác quản lý tài nguyên nước ở nước ta. Luật Tài nguyên nước đã thể chế hóa quan điểm, đường lối của Đảng, chiến lược phát triển đất nước có liên quan đến tài nguyên nước; bước đầu tiếp cận quan điểm hiện đại của thế giới về quản lý tổng hợp tài nguyên nước. Cùng với các văn bản pháp luật khác về đất đai, khoáng sản, bảo vệ môi trường, bảo vệ và phát triển rừng, bảo vệ nguồn lợi thuỷ sản, đê điều, phòng chống lụt bão. Luật Tài nguyên nước và các văn bản hướng dẫn thi hành Luật đã góp phần hoàn thiện hệ thống pháp luật về tài nguyên nước và môi trường ở nước ta. Nhờ đó, công tác quản lý nhà nước về tài nguyên nước có nhiều tiến bộ và từng bước đi vào nền nếp. 1.3. Tình hình nghiên cứu chất lượng nước sông Cầu Treo 1.3.1. Tình hình ô nhiễm nước sông Cầu Treo Sông Cầu Treo trước đây chưa bị áp lực lớn của phát triển kinh tế - xã hội, chất lượng nước nói chung tốt, nguồn nước sông có khả năng tự làm sạch cao, nước sông chưa bị ô nhiễm đáng kể. Từ sau khi hai huyện Yên Mỹ và Mỹ Hào xây dựng các khu công nghiệp tập trung(vùng công nghiệp Phố Nối A và Quốc lộ 5A, Quốc lộ 39A mở rộng), các công ty, cơ sở sản xuất kinh doanh; thị trấn Bần và thị trấn Yên Mỹ trở thành trung tâm phát triển kinh tế, dịch vụ, dân cư tập trung đông đúc hơn, hàng hóa kinh doanh buôn bán phát triển với quy mô lớn thì áp lực chất lượng nước sông ngày càng bị tác động, hiện tượng ô nhiễm gia tăng. Nước thải sinh hoạt, sản xuất từ các hộ dân xung quanh được thải trực tiếp xuống sông. Kết quả điều tra thực tế cho thấy nước sông Cầu Treo có màu nâu đen, mùi hôi tanh. Trên sông có ít thực vật nổi như bèo, rau muống, có nhiều váng dầu. Theo phản ánh của cán bộ xí nghiệp khai thác các công trình thủy lợi thì vào mùa hè, nhiều cá rô phi nổi lên mặt nước lấy ôxy tuy nhiên sông chưa từng xảy ra hiện tượng tảo nở hoa. Tại đoạn sông đi qua cống Cầu Treo - xã Tân Lập, cống Cầu Vại - xã Thanh Long và cống Cầu Lá - thị trấn Yên Mỹ có nhiều rác trên sông. Tại cống Cầu Vại rau muống và bèo phủ kín mặt sông gây tắc nghẽn dòng chảy. Đoạn sông từ Cầu Lác đến thị trấn 7 Bần vào mùa kiệt nước sông có màu đen bốc mùi hôi thối, có nhiều cá chết nổi vào mùa hè. Hiện nay, tại tỉnh Hưng Yên nói chung và huyện Yên Mỹ, Mỹ Hào nói riêng, các nghiên cứu đánh giá chất lượng nước bắt đầu được quan tâm, trước tiên trong các quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh. Tuy nhiên, các đánh giá về chất lượng nước chủ yếu dựa trên số liệu quan trắc hàng năm của Trung tâm quan tắc Môi trường thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hưng Yên cho các dòng sông lớn trên địa bàn, chưa có những đề tài nghiên cứu chuyên sâu về chất lượng nước riêng của sông Cầu Treo, kể cả việc nghiên cứu ứng dụng mô hình toán. Nếu không có giải pháp quản lý, kiểm soát, ngăn chặn kịp thời thì tới một thời điểm nào đó, ô nhiễm sẽ vượt quá mức, khó có thể khôi phục được. Do đó, vấn đề nghiên cứu, tính toán biến đổi chất lượng nước cùng với việc xem xét các giải pháp quản lý, kiểm soát để giảm thiểu ô nhiễm sông Cầu Treo là cần thiết trong giai đoạn hiện nay. 1.3.2. Quy hoạch phát triển huyện Yên Mỹ và yêu cầu về bảo vệ chất lượng nước sông Cầu Treo. Theo quy hoạch chung xây dựng huyện Yên Mỹ tỉnh Hưng Yên đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050 quy mô dân số vào năm 2030 là 340.000 người với các chỉ tiêu kinh tế - xã hội chủ yếu: - Hạ tầng xã hội: Trường mẫu giáo 50 chỗ/1000 người; trường tiểu học 60 chỗ/1000 người; trường trung học cơ sở 60 chỗ/1000 người; trường phổ thông trung học, dậy nghề 45 chỗ/1000 người; nhà ở 30 m2/sàn/người. - Hạ tầng kỹ thuật: Mật độ đường chính 6 km/km2 , tỷ lệ đất giao thông 30 %; chỉ tiêu cấp nước sạch 180 – 200l/người/ngày đêm; tỷ lệ nông thôn được cấp nước sạch 100 %; chỉ tiêu thu gom rác thải và xử lý là 1kg/ng.ngày, tỷ lệ thu gom đạt 95%. Các cụm công trình chủ yếu tại khu vực huyện Yên Mỹ bao gồm: - Khu đô thị phía Bắc đường trục trung tâm khu đô thị phía Nam quốc lộ 5 tại khu đô thị Phố Nối (khu đô thị SUDICO): Quy mô đất đô thị 101.455 ha; quy mô dân cư năm 2030 là 10 vạn người. Địa điểm tại xã Liêu Xá - huyện Yên Mỹ - Tỉnh Hưng Yên gồm: + Đất ở, nhà liền kề, biệt thự, chung cư; nhà cho người thu nhập thấp. + Đất công cộng, trung tâm thương mại, đất cây xanh, đất hạ tầng kỹ thuật... 8 - Khu đô thị mới Phố Nối (vị trí Km33 Đường 39A - Yên Mỹ - Hưng Yên): Quy mô đất đô thị 100 ha, được quy hoạch đồng bộ, hiện đại; quy mô dân cư năm 2030 là 3,99 vạn người, gồm: + Khu đất biệt thự, nhà liền kề, chung cư cao cấp. +Các công trình hành chính, trường học, các siêu thị, công viên cây xanh, quảng trường, hồ nước, trung tâm y tế, khu thể thao vui chơi, giải trí. - Xây dựng cơ sở hạ tầng, nâng cấp, mở rộng thị trấn Yên Mỹ trở thành khu đô thị loại IV năm 2030. - Dự án Khu công nghiệp Yên Mỹ II (Mgastar Business Park) có diện tích hơn 200 ha thuộc địa phận hai xã Trung Hòa, Trung Hưng và thị trấn Yên Mỹ (huyện Yên Mỹ). Theo Quy hoạch trên ta thấy rằng, không những quy mô dân số tăng và các hạng mục công trình xây dựng trên khu vực cũng tăng lên, kéo theo nhu cầu dùng nước tăng và lượng xả thải sẽ ngày càng tăng. Mặt khác, sông Cầu Treo là nguồn cung cấp nước tưới cho 8/16 xã thuộc huyện Yên Mỹ. Nếu chất lượng nước sông suy giảm sẽ gây ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của khu vực, do đó yêu cầu quản lý và bảo vệ ngay từ khi bây giờ là cần thiết và mang lại hiệu quả kinh tế. Trên cơ sở đó, luận văn tập trung giải quyết vấn đề này nhằm tìm ra những phương pháp, cách thức quản lý, kiểm soát, bảo vệ một cách tốt nhất chất lượng nguồn nước sông Cầu Treo. 1.4. Giới thiệu lưu vực sông (LVS) Cầu Treo, tỉnh Hưng Yên 1.4.1. Điều kiện tự nhiên 1.4.1.1. Vị trí địa lý Sông Cầu Treo bắt nguồn từ cửa ra sông Bắc Hưng Hải thuộc địa phận tỉnh Hưng Yên. Lưu vực có tọa độ địa lý từ 20036’ đến 21001’vĩ độ Bắc và từ 105053’ đến 106017’ độ kinh Đông. Chiều dài dòng sông khoảng 13,2 km, bao gồm địa phận hai huyện Yên Mỹ và Mỹ Hào với 9 xã, thị trấn bao gồm: Huyện Yên Mỹ: 7 xã, 1 Thị trấn, các xã Nghĩa Hiệp, xã Liêu Xá, xã Tân Lập, Ngọc Long, Giai Phạm, Trung Hưng, Thanh Long, Thị trấn Yên Mỹ. Huyện Mỹ Hào: Thị trấn Bần. Sông bắt nguồn từ ngã ba thuộc địa phận thôn Đạo Khê xã Trung Hưng (20087’40.7” vĩ độ Bắc, 106002’57” kinh độ Đông) lấy nước từ sông Bắc Hưng Hải và điểm kết 9 thúc là đoạn ngã ba sông hợp lưu với sông Bần Vũ Xã – Thị trấn Bần, huyện Mỹ Hào qua trạm bơm Yên Thổ (20094’01’’ vĩ độ Bắc, 106003’42’’ kinh độ Đông). Sông Cầu Treo có nhiệm vụ tưới cho 7.867 ha và tiêu cho 7.140 ha lúa và hoa màu, một diện tích nhỏ cho nuôi trồng thủy sản (khoảng hơn 30 ha). Hình 1.1. Sơ đồ khu vực nghiên cứu - sông Cầu Treo 10 1.4.1.2. Địa hình, địa chất Địa hình tỉnh Hưng Yên tương đối bằng phẳng, không có núi đồi. Địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam, từ Tây sang Đông (với độ dốc 14 cm/km) xen kẽ những ô đất trũng (đầm, hồ, ao, ruộng trũng) thường xuyên bị ngập nước. Độ cao đất đai không đồng đều mà hình thành các dải, các khu, vùng cao thấp xen kẽ nhau như làn sóng. Điểm cao nhất có cốt + 9 m đến 10 m tại khu đất bãi thuộc xã Xuân Quan (huyện Văn Giang); điểm thấp nhất có cốt + 0,9 m tại xã Tiên Tiến (huyện Phù Cừ). Tỉnh Hưng Yên nằm gọn trong một ô trũng thuộc đồng bằng sông Hồng được cấu tạo bằng các trầm tích bở rời thuộc kỷ Đệ Tứ, chiều dày từ 150 m đến 160 m. Theo thứ tự địa tầng bao gồm các loại đất đá như sau: - Các trầm tích Phistoxen, bề dày 130 m đến 140 m với các trầm tích vụn thô. Tầng bồi tích sông, thành phần chủ yếu là cuội, sạn, cát đa khoáng xen kẹp các lớp sét mỏng màu xám, màu nâu, nâu gụ, bề dày đạt 75 đến 80 m, nằm chính hợp trên tầng bồi tích sông, phân bố khắp khu vực. Tầng bồi tích sông kiểu hỗn hợp, thành phần là cát, sét, sét cát màu xám, màu nâu, nâu gụ, bề dày đạt 50 đến 60 m nằm chỉnh hợp trên tầng bồi tích sông, phân bố khắp khu vực. - Các trầm tích Holoxen, bề dày 5 đến 30 m thành phần chủ yếu là sét cát, sét bột, sét chứa hữu cơ, phân bố trên mặt địa tầng bao gồm các lớp: Bồi tích sông biển hỗn hợp, thành phần có cát, cát sét, chiều dày trên dưới 10m. Bồi tích biển, thành phần là sét cát, sét màu xám, chiều dày 3 đến 7 m. Bồi tích sông hiện đại, chủ yếu phân bố ở dải cục bộ ven sông Hồng, chiều dày 3 đến 5m, thành phần là sét pha cát. 1.4.1.3. Đặc điểm khí hậu Tỉnh Hưng Yên nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa Đông Bắc Bộ. Một năm có bốn mùa rõ rệt, mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 10, thời tiết nóng ẩm mưa nhiều. Mùa đông lạnh, ít mưa từ tháng 11 đến tháng 3. - Nhiệt độ không khí: Mùa hè nóng, nhiệt độ trung bình ổn định trên 250C, mùa đông rét lạnh, nhiệt độ trung bình dưới 200C. Nhiệt độ không khí năm trung bình nhiều năm là 23,70C. Tháng 1 có nhiệt độ trung bình thấp nhất 14,80C, tháng 7 có nhiệt độ trung bình lớn nhất 29,60C. - Số giờ nắng trong năm: Tổng số giờ nắng trung bình năm 1.276 giờ, tháng 7 có nhiều giờ nắng nhất trong năm 215 giờ, tháng 3 có ít giờ nắng nhất 31 giờ. 11 - Độ ẩm: Độ ẩm tương đối năm trung bình nhiều năm là 84%. Tháng 4 có độ ẩm tương đối trung bình cao nhất là 88%, tháng 12 có độ ẩm tương đối trung bình thấp nhất là 78%. Bảng 1.1. Đặc trưng khí hậu năm trung bình nhiều năm của trạm Hưng Yên (Nguồn: Niên giám thông kê tỉnh Hưng Yên qua các năm) - Mưa: Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9, mùa khô thường từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Lượng mưa năm trung bình nhiều năm là 1.369mm. Tháng có lượng mưa trung bình trong nhiều năm cao nhất là tháng 7, tháng 8, tháng 9 (219mm). Tháng có lượng mưa trung bình trong nhiều năm thấp nhất là tháng 2 (11mm). 1.4.1.4. Đặc điểm thủy văn Hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải lấy nước tưới từ sông Hồng chủ yếu qua cống Xuân Quan, lưu lượng 75 m3/s. Nước tiêu chủ yếu qua cống Cầu Xe, lưu lượng 230 m3/s, cống An Thổ, lưu lượng 105 m3/s. Dòng chảy sông có 2 mùa rõ rệt. Mùa lũ thường xảy ra chung với mùa mưa (tháng 5 đến tháng 9). Trong mùa lũ, nước trong sông lớn chủ yếu là do mưa lớn xảy ra trong khu vực. Nước sông dâng cao không kịp tiêu ra hệ thống sông lớn nên thường xảy ra ngập úng một số vùng trong khu vực. Mùa kiệt, dòng chảy trong sông chủ yếu là do nước ngầm và lượng nước tiêu bề mặt lưu vực cũng như lượng trữ trong lòng sông vào cuối mùa lũ cung cấp. Mặt khác, chế độ dòng chảy của sông Cầu Treo phụ thuộc vào chế độ cấp nước của hệ thống Bắc Hưng Hải, nguồn cấp nước từ sông Kim Sơn thuộc hệ thống Bắc Hưng Hải tại ngã ba thuộc địa phận thôn Đạo Khê xã Trung Hưng và cấp nước cho các xã Nghĩa Hiệp, Liêu Xá, Tân Lập, Ngọc Long, Giai Phạm, Thanh Long, thị trấn Yên Mỹ 12