Tài liệu Nghiên cứu hiện trạng chất lượng nước sông Cầu đoạn chảy qua địa bàn tỉnh Thái Nguyên

  • Số trang: 75 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 2222 |
  • Lượt tải: 7
tailieuonline

Tham gia: 31/07/2015

Mô tả:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trần Thị Thu Hƣơng NGHIÊN CƢ́U HIỆN TRẠNG CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG CẦU ĐOẠN CHẢY QUA ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trần Thị Thu Hƣơng NGHIÊN CƢ́U HIỆN TRẠNG CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG CẦU ĐOẠN CHẢY QUA ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng Mã số: 60 85 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TSKH. Nguyễn Xuân Hải Hà Nội - 2012 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .................................................................. v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................... vi MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 1. Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: ....................................................................... 2 Chƣơng 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................... 3 1.1. Tổng quan về lƣu vực sông Cầu ................................................................... 3 1.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................ 3 1.1.2. Đặc điểm địa hình ................................................................................. 3 1.1.3. Đặc điểm khí hậu, khí tƣợng thủy văn ................................................... 4 1.1.4. Kinh tế - xã hội...................................................................................... 6 1.1.5. Đa dạng sinh học ................................................................................... 7 1.1.6. Tài nguyên nƣớc .................................................................................... 8 1.1.7. Tầm quan trọng của lƣu vực sông .......................................................... 9 1.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc mặt ........................................... 10 1.2.1. Tác động của phát triển công nghiệp ................................................... 10 1.2.2. Tác động từ hoạt động sinh hoạt, dịch vụ, du lịch ................................ 12 1.2.3. Tác động của phát triển nông nghiệp ................................................... 12 1.3. Tổng quan về chỉ số chất lƣợng nƣớc .......................................................... 13 1.3.1. Tình hình nghiên cứu chỉ số chất lƣợng nƣớc trên thế giới .................. 13 1.3.2. Tình hình nghiên cứu và áp dụng chỉ số chất lƣợng tại Việt Nam ........ 20 Chƣơng 2 - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...........................24 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu: ............................................................................... 24 2.2. Phạm vi nghiên cứu đề tài .......................................................................... 24 2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 24 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................... 25 ii 2.4.1. Phƣơng pháp thống kê, kế thừa truyền thống ....................................... 25 2.4.2. Phƣơng pháp điều tra, khảo sát thực địa .............................................. 25 2.4.3. Phƣơng pháp đo đạc, lấy mẫu ngoài thực địa và phân tích trong phòng thí nghiệm: .................................................................................................... 25 2.4.4. Phƣơng pháp đánh giá chỉ số chất lƣợng nƣớc ..................................... 27 CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................36 3.1. Đánh giá hiện trạng và diễn biến chất lƣợng nƣớc sông Cầu đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên ................................................................................................... 36 3.1.1. Cơ sở đánh giá ..................................................................................... 36 3.1.2. Hiện trạng chất lƣợng nƣớc ................................................................. 36 3.2. Áp dụng phƣơng pháp tính WQI chất lƣợng nƣớc sông Cầu đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên ................................................................................................... 50 3.2.1. Tính giá trị WQI .................................................................................. 50 3.2.2. Đánh giá chất lƣợng nƣớc theo giá trị WQI: ........................................ 53 3.3. Đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ và sử dụng hợp lý môi trƣờng nƣớc lƣu vực sông Cầu đoạn chảy qua địa bàn tỉnh Thái Nguyên ............................................. 57 3.3.1. Công tác kiện toàn tổ chức .................................................................. 57 3.3.3. Tăng cƣờng hiệu lực, năng lực quản lý ................................................ 57 3.3.4. Tổ chức thực hiện các chƣơng trình, dự án về bảo vệ môi trƣờng ........ 58 3.3.5. Tăng cƣờng nguồn lực đầu tƣ .............................................................. 58 KẾT LUẬN ............................................................................................................60 Kết luận.......................................................................................................... 60 Kiến nghị ........................................................................................................ 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................62 PHỤ LỤC 1 ............................................................................................................64 PHỤ LỤC 2 ............................................................................................................66 iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Một số số liệu đặc trƣng hình thái các sông lƣu vực sông Cầu [21] .......... 3 Bảng 1.2. Nhiệt độ trung bình và tổng số giờ nắng tại Thái Nguyên [13], [21] ........ 4 Bảng 1.3. Tổng lƣợng mƣa các tháng trong năm [13], [21] ...................................... 5 Bảng 1.4. Độ ẩm không khí trung bình các tháng trong năm [13], [21] .................... 5 Bảng 1.5. Diện tích, dân số và tốc độ tăng trƣởng kinh tế của các tỉnh thuộc LVS Cầu năm 2010 [4], [18]............................................................................................ 7 Bảng 1.6. Giá trị chỉ số sử dụng trong phƣơng pháp BC [26] ..................................15 Bảng 1.7. Phân loại chất lƣợng nƣớc theo WQI – CCME [26] ................................16 Bảng 1.8. Phân loại chất lƣợng nƣớc theo OWQI [23] ............................................17 Bảng 1.9. Phân loại chất lƣợng nƣớc theo WQI trong phƣơng pháp NSF WQI [26]18 Bảng 1.10. Phân loại chất lƣợng nƣớc theo WQI của Malaysia [27] .......................18 Bảng 1.11. Kết quả phân loại nƣớc theo UWQI [24], [25] ......................................19 Bảng 1.12. Mức độ ảnh hƣởng đến con ngƣời theo WQI [15] .................................20 Bảng 1.13. Phân loại WQI của TS Tôn Thất Lãng [7] ............................................20 Bảng 1.14. Chất lƣợng nƣớc theo giá trị WQI [16] .................................................23 Bảng 2.1. Danh sách các điểm quan trắc chất lƣợng nƣớc sông Cầu đoạn chảy qua địa bàn tỉnh Thái Nguyên .......................................................................................26 Bảng 2.2. Bảng quy định các giá trị qi, BPi [16] ......................................................33 Bảng 2.3. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa [16].....................34 Bảng 2.4. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH [16] ..................34 Bảng 2.5. Chất lƣợng nƣớc theo giá trị WQI [16] ...................................................35 Bảng 3.1. Diễn biến chất lƣợng nƣớc sông Cầu vào mùa khô [14] ..........................37 Bảng 3.2. Diễn biến chất lƣợng nƣớc sông Cầu vào mùa mƣa [14] .........................39 Bảng 3.3. Giá trị WQI cho chất lƣợng nƣớc sông Cầu theo mùa khô ......................51 Bảng 3.4. Giá trị WQI cho chất lƣợng nƣớc sông Cầu theo mùa mƣa .....................52 iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1. Sơ đồ lƣu vực sông Cầu .........................................................................24 Hình 3.1. Diễn biến hàm lƣợng BOD trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái Nguyên theo mùa khô từ năm 2009-2012 ...............................................................42 Hình 3.2. Diễn biến hàm lƣợng BOD trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái Nguyên theo mùa mƣa từ năm 2009-2012 ..............................................................42 Hình 3.3. Diễn biến hàm lƣợng COD trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái Nguyên theo mùa khô từ năm 2009-2012 ...............................................................43 Hình 3.4. Diễn biến hàm lƣợng COD trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái Nguyên theo mùa mƣa từ năm 2009-2012 ..............................................................43 Hình 3.5. Diễn biến hàm lƣợng TSS trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái Nguyên theo mùa khô từ năm 2009-2012 ...............................................................44 Hình 3.6. Diễn biến hàm lƣợng TSS trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái Nguyên theo mùa mƣa từ năm 2009-2012 ..............................................................44 Hình 3.7. Diễn biến hàm lƣợng Coliform trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái Nguyên theo mùa khô từ năm 2009-2012 ...............................................................47 Hình 3.8. Diễn biến hàm lƣợng Coliform trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái Nguyên theo mùa mƣa từ năm 2009-2012 ..............................................................47 Hình 3.9. Bản đồ các điểm quan trắc chất lƣợng nƣớc sông Cầu đoạn chảy qua địa bàn tỉnh Thái Nguyên .............................................................................................49 Hình 3.10. So sánh giá trị WQI nƣớc sông Cầu giữa mùa khô và mùa mƣa ............53 Hình 3.11: Phân vùng chất lƣợng nƣớc sông Cầu đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên theo mùa khô ..........................................................................................................55 Hình 3.12: Phân vùng chất lƣợng nƣớc sông Cầu đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên theo mùa mƣa .........................................................................................................56 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 1 BOD Nhu cầu oxy sinh hóa 2 BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng 3 4 BVTV CCME Bảo vệ thực vất Hội đồng của Bộ môi trƣờng Canada 5 COD Nhu cầu oxy hóa học 6 CP Cổ phần 7 8 DO FAO Oxy hòa tan Tổ chức nông lƣơng thế giới 9 10 GDP GEMS Tổng sản phẩm trong nƣớc Hệ thống quan trắc môi trƣờng toàn cầu 11 12 13 14 HCM HTX MTV NM Hồ Chí Minh Hợp tác xã Một thành viên Nhà máy 15 NN Nhà nƣớc 16 17 18 19 NSF OWQI PGS QCVN Quỹ Vệ sinh môi trƣờng quốc gia Mỹ Chỉ số chất lƣợng nƣớc bang Oregon Phó giáo sƣ Quy chuẩn Việt Nam 20 21 22 23 24 QĐ TCMT TN TNHH TP Quyết định Tổng cục môi trƣờng Thái Nguyên Trách nhiệm hữu hạn Thành phố 25 26 27 28 TSKH TSS UBND WQI Tiến sỹ khoa học Tổng chất rắn lơ lửng Ủy ban nhân dân Chỉ số chất lƣợng nƣớc 29 XN Xí nghiệp vi MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Sông Cầu là một nhánh sông quan trọng của hệ thống sông Thái Bình, đây là nơi lƣu trữ nguồn tài nguyên thiên nhiên dồi dào, cấp nƣớc cho các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt trên địa bàn 6 tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc và Hải Dƣơng. Hiện nay, cùng với sự phát triển kinh tế xã hội của 6 tỉnh, hầu hết trong một điều kiện nghèo, đông dân, công nghệ lạc hậu cùng với sự thiếu ý thức của con ngƣời đã làm suy giảm nghiêm trọng chất lƣợng nƣớc, ảnh hƣởng tới cảnh quan lƣu vực. Thái Nguyên là tỉnh gần nhƣ nằm trọn trong lƣu vực sông Cầu. Theo số liệu quan trắc hàng năm, đoạn sông Cầu chảy qua Thành phố Thái Nguyên đã bị ô nhiễm nặng, do tiếp nhận nƣớc thải công nghiệp, nƣớc thải sinh hoạt cũng nhƣ chất thải từ các hoạt động dọc hai bờ sông. Để đánh giá tổng quát và định lƣợng chất lƣợng nƣớc, nhiều quốc gia trên thế giới đã sử dụng Chỉ số chất lƣợng nƣớc (Water Quality Index - WQI). WQI là một thông số "tổ hợp" đƣợc tính toán từ nhiều thông số chất lƣợng nƣớc riêng biệt theo một phƣơng pháp xác định. Thang điểm WQI thƣờng là từ 0 (ứng với chất lƣợng xấu nhất) đến 100 (ứng với chất lƣợng nƣớc tốt nhất). Mới đây, tại Việt Nam, ngày 01/7/2011, Tổng cục môi trƣờng đã ban hành Quyết định số 879/QĐ-TCMT về ban hành sổ tay hƣớng dẫn tính toán chỉ số chất lƣợng nƣớc áp dụng cho đánh giá hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt lục địa Việt Nam. Với WQI, có thể giám sát diễn biến tổng quát về chất lƣợng nƣớc, so sánh đƣợc chất lƣợng nƣớc các sông, thông tin cho cộng đồng và các nhà hoạch định chính sách hiểu về chất lƣợng nƣớc, có thể bản đồ hóa chất lƣợng nƣớc... Với những ƣu điểm đó, hiện nay WQI đƣợc xem là một công cụ hữu hiệu quản lý nguồn nƣớc. Trên cơ sở đó, đề tài "Nghiên cứu hiện trạng chất lượng nước sông Cầu đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên" đƣợc lựa chọn với mục đích đánh giá tổng quan chất lƣợng nƣớc sông Cầu dựa trên phƣơng pháp mới, có nhiều ƣu điểm phục vụ 1 công tác quản lý môi trƣờng và đề xuất các biện pháp quản lý môi trƣờng nƣớc trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: - Đánh giá chất lƣợng nƣớc theo phƣơng pháp hiện hành và tìm hiểu các nguyên nhân gây ô nhiễm chất lƣợng nƣớc; - Đánh giá chất lƣợng nƣớc theo phƣơng pháp tính chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI); - Đề xuất các giải pháp, biện pháp quản lý môi trƣờng nƣớc lƣu vực sông Cầu đoạn chảy qua địa bàn tỉnh Thái Nguyên. 2 Chƣơng 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về lƣu vực sông Cầu 1.1.1. Vị trí địa lý Lƣu vực sông Cầu nằm trong phạm vi toạ độ địa lý: 21o07’ - 22o18’ vĩ bắc, 105o28’ - 106o08’ kinh đông, có tổng diện tích lƣu vực là 10530 km2, bao gồm toàn bộ hay phần lãnh thổ 6 tỉnh (Bắc Kạn, Bắc Giang, Bắc Ninh, Thái Nguyên, Hải Dƣơng, Vĩnh Phúc) và 2 huyện thuộc Hà Nội, trong đó chính lƣu sông Cầu có chiều dài là 288 km và diện tích lƣu vực là 6030 km2. Các phụ lƣu có tổng chiều dài là 1332 km và diện tích lƣu vực là 3535 km2. [1], [21]. 1.1.2. Đặc điểm địa hình Lƣu vực sông Cầu có dạng trải dài từ Bắc xuống Nam. Thung lũng phía thƣợng lƣu và trung lƣu nằm giữa hai cánh cung sông Gâm và cánh cung Ngân Sơn - Yên Lạc. Phần thƣợng lƣu sông Cầu chảy theo hƣớng Bắc Nam, độ cao trung bình đạt tới 300 - 400m, lòng sông hẹp và rất dốc, nhiều thác ghềnh và có hệ số uốn khúc lớn (>2,0), độ rộng trung bình trong mùa cạn khoảng 50 - 60m, 80 - 100m trong mùa lũ, độ dốc khoảng >0,1%. Phần trung lƣu từ Chợ Mới, sông Cầu chảy theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam trên một đoạn khá dài sau đó trở lại hƣớng cũ cho tới Thái Nguyên. Đoạn này địa hình đã thấp xuống đáng kể, lòng sông mở rộng, độ dốc cũng giảm chỉ còn khoảng 0,05%, độ uốn khúc vẫn cao. Hạ lƣu sông Cầu đƣợc tính từ Thác Huống đến Phả Lại, từ đây hƣớng chảy chủ đạo là Tây Bắc - Đông Nam, địa hình có độ cao trung bình 10 đến 20m, lòng sông rất rộng 70 đến 150m và độ dốc giảm đáng kể, chỉ còn khoảng 0,01%. Mật độ sông suối trong lƣu vực sông Cầu thuộc loại cao: 0,95-1,2 km/km2, tổng chiều dài phụ lƣu có chiều dài lớn hơn 10 km là 1.602 km. [18]. Bảng 1.1. Một số số liệu đặc trưng hình thái các sông lưu vực sông Cầu [21] TT 1 Tên sông Cầu Chiều dài (km) 288 Diện tích lƣu vực 6030 Độ cao trung bình LV 190 3 Độ dốc trung bình 16,1 Hệ số tập trung nƣớc 2,1 Hệ số uốn khúc Mật độ lƣới sông 2,02 0,95 2 3 4 5 6 Chợ Chu Nghinh Tƣờng Đu Công Cà Lồ 36 437 206 24,6 1,4 1,40 1,19 46 465 290 39,4 1,5 1,60 1,05 44 96 89 360 951 881 129 224 87 13,3 27,3 4,7 1,7 2,2 1,7 1,40 1,43 2,7 0,94 1,20 0,73 1.1.3. Đặc điểm khí hậu, khí tƣợng thủy văn 1.1.3.1. Đặc điểm khí hậu Do địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam nên khí hậu của tỉnh vào mùa đông đƣợc chia thành ba vùng:  Vùng lạnh nhiều nằm ở phía Bắc huyện Võ Nhai.  Vùng lạnh vừa gồm huyện Định Hoá, Phú Lƣơng, Nam Võ Nhai.  Vùng ấm gồm các huyện Đại Từ, Đồng Hỷ, Phổ Yên, Phú Bình, Thị xã Sông Công và thành phố Thái Nguyên. a. Về chế độ nhiệt: Bảng 1.2. Nhiệt độ trung bình và tổng số giờ nắng tại Thái Nguyên [13], [21] NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ TRUNG BÌNH THÁNG (0C) N/Th 1 2 3 4 10 11 12 TB 25,7 21,9 16,6 23,6 29,1 27,4 27,4 26,7 23,7 17,3 24 2009 16,2 21,6 20,7 22,9 26,7 29,4 29,6 28,5 26,8 25,4 20,3 29,5 24 2010 14,4 13,5 20,8 26,7 28,1 28,4 28,2 27,7 26,1 20,5 17,3 23 2011 15,1 21,9 20,5 24,1 26,5 29,2 28,9 29,4 28,3 26,2 21,0 19,4 24,2 2007 15,7 17,6 18,8 2008 17,7 18 20 5 24 7 8 9 28,6 29,3 28,9 28,3 28,3 25,1 26,5 24 6 29 TỔNG SỐ GIỜ NẮNG TRONG THÁNG (giờ) N/Th 1 2007 2 5 6 7 8 4 26 17 28 63 179 127 195 153 194 143 98 71 108 1294 2008 45 21 23 86 154 160 168 110 184 122 122 89 106 1274 2009 55 54 23 70 161 191 205 153 133 115 190 2010 55 27 71 54 128 110 156 148 153 2011 96 49 42 93 140 168 160 217 175 4 9 10 11 12 TB TỔNG 3 34 115 1384 108 158 101 106 1269 120 138 60 1458 122 b. Về chế độ mưa: Với lƣợng mƣa khá lớn, trung bình 1451,3 - 2.030,2 mm, tổng lƣợng nƣớc mƣa tự nhiên của tỉnh Thái Nguyên dự tính lên tới 6,4 tỷ m3/năm. Theo thời gian, lƣợng mƣa tập trung khoảng 87% vào mùa mƣa (từ tháng 5 đến tháng 10) trong đó riêng lƣợng mƣa tháng 7, 8 chiếm đến gần 30% tổng lƣợng mƣa cả năm và vì vậy thƣờng gây ra những trận lũ lụt lớn. Vào mùa khô, đặc biệt là tháng 12, tháng 1, lƣợng mƣa trong tháng chỉ bằng 0,5% lƣợng mƣa cả năm. Bảng 1.3. Tổng lượng mưa các tháng trong năm [13], [21] TỔNG LƢỢNG MƢA THÁNG (mm) N/Th 2007 1 2 3 4 18,7 39,6 58,6 41 5 6 7 8 9 10 11 12 TỔNG TB 40,5 181,2 224,5 328,2 410,9 292,3 9 93 47,9 145,4 1744,4 87,3 6,3 141,3 1695,9 9,9 23,8 120,9 1451,3 2008 2,3 24,4 19,6 391,3 233,5 262,7 328,5 215,9 83,1 2009 2,1 39,1 85,7 135,4 160,2 238,1 317,2 120,8 273,3 45,7 2010 12,3 18,4 24,6 129,7 120,8 238,8 523,3 395,7 207,1 154,1 200,1 5,3 169,2 2030,2 2011 10,8 14,1 33,0 137,8 567,8 318,7 248,2 187,8 221,0 152,9 1808,7 66,1 0,5 2,9 c. Tốc độ gió và hướng gió Trên địa bàn Thái Nguyên, trong năm có 2 mùa chính, mùa Đông gió có hƣớng Bắc và Đông Bắc, mùa Hè gió có hƣớng Nam và Đông Nam. Tốc độ gió trung bình trong các tháng khoảng từ 1,2 đến 1,6 m/s. Tốc độ gió lớn nhất dao động trong khoảng từ 10 đến 24 m/s. d/ Độ ẩm không khí Độ ẩm không khí trung bình trên địa bàn Thái Nguyên khá lớn và không có sự dao động lớn trong các tháng. Bảng 1.4. Độ ẩm không khí trung bình các tháng trong năm [13], [21] ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ TRUNG BÌNH THÁNG (%) N/Th 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB 2007 83 83 86 85 84 85 84 86 80 79 85 76 83 2008 78 86 87 83 81 82 85 88 78 82 79 78 82 2009 71 83 90 82 77 80 80 84 84 80 75 84 81 5 2010 83 77 86 87 80 83 83 85 86 85 79 75 82 2011 73 86 83 84 83 79 84 81 80 79 71 74 80 e/ Độ bền vững khí quyển Độ bền vững khí quyển xác định theo tốc độ gió và bức xạ mặt trời vào ban ngày và độ che phủ mây vào ban đêm. Khu vực Thái Nguyên có lƣợng mây trung bình năm vào khoảng 7,5/10. Thời kỳ nhiều mây nhất là vào cuối mùa Đông mà tháng cực đại là tháng 3, lƣợng mây trung bình là 9/10, ít mây nhất là 4 tháng cuối năm, tháng đạt cực tiểu là tháng 10, 11, lƣợng mây trung bình chỉ 6/10. 1.1.3.2. Thuỷ văn Dòng chảy trên lƣu vực sông Cầu khá đồng đều. Lƣu vực sông Công có modun dòng chảy vào khoảng 27-30 l/s.km2, vùng thƣợng lƣu sông Cầu (từ Thác Riềng trở lên) có modun dòng chảy năm là 22-24 l/s.km2 thuộc loại trung bình. Vùng ít nƣớc nhất là sông Đu có modun dòng chảy năm là 19,5-23 l/s.km2. Dòng chảy năm dao động không đáng kể, năm nhiều nƣớc chỉ lớn hơn năm ít nƣớc khoảng 1,8 đến 2,3 lần. Hệ số biến đổi dòng đạt khoảng 0,28. Nhìn chung, điều kiện khí hậu - thuỷ văn của tỉnh Thái Nguyên tƣơng đối thuận lợi về các mặt để có thể phát triển một hệ sinh thái đa dạng và bền vững, thuận lợi cho phát triển các ngành nông, lâm nghiệp nói chung. Tuy vậy, vào mùa mƣa với lƣợng mƣa tập trung lớn thƣờng xảy ra tai biến về sụt lở, trƣợt đất, lũ quét ở một số triền đồi núi và lũ lụt ở khu vực dọc theo lƣu vực sông Cầu và sông Công. 1.1.4. Kinh tế - xã hội Lƣu vực chiếm khoảng 47% diện tích của 6 tỉnh. Tổng dân số 6 tỉnh thuộc lƣu vực năm 2010 khoảng trên 6,7 triệu ngƣời. Trong đó, dân số nông thôn khoảng 5,7 triệu ngƣời, dân số thành thị khoảng trên 1 triệu ngƣời. Mật độ dân số trung bình khoảng 427 ngƣời/km2, cao hơn 2 lần so với mật độ trung bình quốc gia. Vùng núi thấp và trung du là khu vực có mật độ dân cƣ thấp nhất trong lƣu vực, chiếm khoảng 63% diện tích toàn lƣu vực nhƣng dân số chỉ chiếm khoảng 15% dân số lƣu vực. Mật độ dân số cao ở vùng trung tâm và khu vực đồng bằng. 6 Thành phần dân cƣ trong lƣu vực có sự đan xen của 8 dân tộc anh em: Kinh, Tày, Nùng, Sán Dìu, Mông, Sán Chay, Hoa, Dao trong đó ngƣời Kinh chiếm đa số. Cơ cấu kinh tế dựa trên nông nghiệp, lâm nghiệp, công nghiệp, thủy sản đóng góp không đáng kể vào cơ cấu này. GDP tăng trƣởng mạnh mẽ, tăng gấp đôi trong vòng 5 năm tại hầu hết các tỉnh trong lƣu vực. Bảng 1.5. Diện tích, dân số và tốc độ tăng trưởng kinh tế của các tỉnh thuộc LVS Cầu năm 2010 [4], [18] Tỉnh Diện tích 2 (km ) Dân số Dân số trong lƣu vực (nghìn ngƣời) GDP (tỷ Tốc độ tăng đồng) theo giá trƣởng so (nghìn cố định năm với ngƣời) 1994 2009 (%) Bắc Kạn 4.868,4 301,9 152,3 1.307,2 112 Thái Nguyên 3.562,8 1.131,3 1.100,0 6.381 111 Bắc Ninh 823 998,4 712,6 9.697 115,3 Bắc Giang 3.822,7 1.554,2 691,5 6.080,8 109,3 Hải Dƣơng 1.650,2 1.713,5 30,0 13.436 110,1 Vĩnh Phúc 1.231,7 1.008,4 799,1 51.729,7 121,8 1.1.5. Đa dạng sinh học Thái Nguyên vào năm 2010, có trên 155,06 nghìn ha đất lâm nghiệp (chiếm 46,62 % diện tích tự nhiên), trong đó diện tích đất rừng tự nhiên khoảng 93 nghìn ha, rừng trồng có trên 62 nghìn ha, tỷ lệ che phủ rừng 45,7%. Diện tích rừng đầu nguồn, rừng phòng hộ có gần 36,34 nghìn ha, rừng đặc dụng 28,1 nghìn ha và rừng kinh tế 81,4 nghìn ha. Tổng diện tích đất lâm nghiệp chƣa sử dụng có 49.049 nghìn ha (phần lớn là diện tích rừng tự nhiên đã bị tàn phá), trong số này có trên 39 nghìn ha có khả năng phục vụ mục đích phục hồi rừng. 1.1.5.1. Về hệ thực vật Thái Nguyên là tỉnh có nguồn tài nguyên thực vật khá phong phú và đa dạng về loài, gen và hệ sinh thái. Các hệ sinh thái rừng có mức đa dạng sinh học khá cao. 7 Theo thống kê trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên đã phát hiện 1645 loài thực vật của 817 chi, 191 họ thuộc 5 ngành, trong đó có 223 loài cây gỗ quý, 843 loài cây thuốc; số loài quý hiếm bị đe dọa có tên trong Sách đỏ Việt Nam là 74 loài. 1.1.5.2. Về hệ động vật Kết quả điều tra những năm gần đây đã thống kê đƣợc 251 loài động vật có xƣơng sống trên cạn thuộc 83 họ, 26 bộ và 1116 loài côn trùng thuộc 11 bộ,139 họ. Trong đó có 56 loài động vật có xƣơng sống và 238 loài côn trùng quý hiếm, có giá trị khoa học ghi trong Sách Đỏ Việt Nam, 2007; Danh lục Đỏ IUCN, 2007; Nghị định 32/2006/NĐ-CP. Thành phần các nhóm sinh vật các thuỷ vực ở Thái Nguyên khá phong phú với đa phần là các nhóm phổ biến thƣờng gặp tại các dạng thuỷ vực ở phía Bắc Việt Nam với 135 loài cá (có 8 loài quý hiếm), 96 loài thực vật nổi, 66 loài động vật nổi và 49 loài động vật đáy. Trong thành phần các nhóm thuỷ sinh vật xuất hiện một số nhóm loài chỉ thị cho chất lƣợng nƣớc bị ô nhiễm hữu cơ thuộc các nhóm tảo Mắt, nhóm Trùng bánh xe. Hiện nay mật độ của chúng không cao nên mức độ ô nhiễm của thủy vực là ở dạng nhẹ. 1.1.6. Tài nguyên nƣớc Nguồn nƣớc mặt của Thái Nguyên chủ yếu do hệ thống sông ngòi cung cấp. Thái Nguyên có hai sông chính là sông Công và sông Cầu. [3]. - Sông Công: Sông Công có lƣu vực 951 km2 bắt nguồn từ vùng núi Ba Lá huyện Định Hoá chạy dọc theo chân núi Tam Đảo, nằm trong vùng mƣa lớn nhất của tỉnh Thái Nguyên. Dòng sông đã đƣợc ngăn lại ở Đại Từ tạo thành Hồ Núi Cốc có mặt nƣớc rộng khoảng 25 km2 với sức chứa lên tới 175 triệu m3 nƣớc. Hồ này có thể chủ động điều hoà dòng chảy, chủ động tƣới tiêu cho 12 nghìn ha lúa hai vụ màu, cây công nghiệp và cung cấp nƣớc sinh hoạt cho thành phố Thái Nguyên và thị xã Sông Công. - Sông Cầu: Sông Cầu nằm trong hệ thống sông Thái Bình có lƣu vực 3.480 km2 bắt nguồn từ Chợ Đồn chảy theo hƣớng Bắc - Đông Nam. Tổng lƣợng nƣớc sông Cầu khoảng 4,5 tỷ m3. Hệ thống thuỷ nông của con sông này có khả năng tƣới cho 24 nghìn ha lúa hai vụ của huyện Phú Bình và các huyện Hiệp Hoà, Tân Yên 8 của tỉnh Bắc Giang. Ngoài ra, tỉnh Thái Nguyên còn nhiều sông nhỏ khác thuộc hệ thống sông Kỳ Cùng và hệ thống sông Lô. Theo đánh giá của các cơ quan chuyên môn thì trên các con sông nhánh chảy trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên có tiềm năng thuỷ điện kết hợp với thuỷ lợi quy mô nhỏ. Các hồ chứa nƣớc: Thái Nguyên trên 4000 ha hồ ao, trong đó, có rất nhiều hồ nhân tạo do đắp đập ngăn dòng chảy, lấy nƣớc làm thuỷ lợi để phục vụ cho sản xuất nông nghiệp. Hồ Núi Cốc trên sông Công là hồ lớn và quan trọng nhất trên địa bàn tỉnh. Hồ có diện tích mặt nƣớc rộng khoảng 30 km2, có sức chứa đủ để tƣới tiêu cho hàng nghìn ha đất nông nghiệp và chia sẻ một phần nƣớc cho sông Cầu. 1.1.7. Tầm quan trọng của lƣu vực sông Các hoạt động của phát triển kinh tế - xã hội trong lƣu vực hệ thống sông Cầu diễn ra rất đa dạng và phức tạp với nhịp độ cao. Chúng gắn liền với việc khai thác nguồn nƣớc sông Cầu phục vụ cho các mục đích khác nhau: cấp nƣớc, thủy lợị, giao thông, nuôi trồng thủy sản ... Trong đó, chức năng phục vụ cho tƣới tiêu là chủ yếu. Trong lƣu vực có hai hệ thống thủy lợi lớn là: hệ thống thủy lợi sông Cầu và hệ thống thủy lợi Núi Cốc. Hệ thống thủy lợi sông Cầu đƣợc ngƣời Pháp thiết kế và xây dựng vào năm 1922 và hoàn thành vào năm 1936, cung cấp nƣớc tƣới tiêu cho 23.640 ha đất canh tác cho vụ xuân và 27.900 ha đất canh tác cho vụ hè. Hệ thống thủy lợi núi Cốc cung cấp nƣớc tƣới tiêu cho 6.360 ha vào mùa xuân và 9.800 ha vào mùa hè. Ngoài ra nguồn nƣớc sông Cầu còn cung cấp nƣớc cho sản xuất cho công nghiệp. Tuy nhiên các hoạt động phát triển kinh tế xã hội đó cũng tạo ra các nguy cơ hủy hoại môi trƣờng lƣu vực. Việc khai thác quá mức tài nguyên nƣớc có thể làm môi trƣờng biến đổi theo hƣớng xấu. Ngoài ra, hầu hết các chất thải từ các hoạt động kinh tế xã hội này đều ít đƣợc quan tâm xử lý một cách đúng đắn trƣớc khi xả thải vào lƣu vực sông Cầu. Một khi lƣợng chất thải này vƣợt quá khả năng tự làm sạch của môi trƣờng tự nhiên thì sẽ làm ô nhiễm môi trƣờng. 9 1.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc mặt 1.2.1. Tác động của phát triển công nghiệp Hoạt động phát triển kinh tế - xã hội đã tác động lớn tới chất lƣợng môi trƣờng nói chung và nguồn nƣớc mặt nói riêng. - Nước thải công nghiệp: Tỉnh Thái Nguyên thống kê đến năm 2010 có khoảng 1468 cơ sở công nghiệp, với các ngành nghề sản xuất chủ yếu gồm: khai khoáng, luyện kim, chế biến thực phẩm, sản xuất vật liệu xây dựng,... Ƣớc tính lƣu lƣợng nƣớc thải của các cơ sở công nghiệp trên địa bàn tỉnh là gần 2 triệu m3/tháng. Phần lớn lƣợng nƣớc thải tại các cơ sở công nghiệp trên địa bàn tỉnh không đƣợc xử lý đạt Quy chuẩn môi trƣờng quy định trƣớc khi xả vào nguồn nƣớc mặt. Với số lƣợng cơ sở công nghiệp tăng bình quân hàng năm trong giai đoạn 2005 2010 là 22,2%, trong đó đặc biệt là gia tăng các cơ sở hoạt động khai thác khoáng sản, vật liệu xây dựng, luyện kim,... với lƣợng nƣớc thải phát sinh lớn. Lƣu lƣợng nƣớc thải công nghiệp hàng năm cũng đƣợc gia tăng theo tỷ lệ thuận với số lƣợng các cơ sở công nghiệp. Ngành luyện kim, cơ khí với lƣu lƣợng nƣớc thải hàng năm trên 6,4 triệu m3, trong đó lƣợng nƣớc thải của khu công nghiệp gang thép Thái Nguyên là có ảnh hƣởng lớn nhất. Các hoạt động luyện gang, luyện cốc, luyện thép, cán thép, gia công cơ khí phát sinh nƣớc thải có chứa nhiều chất ô nhiễm độc hại nhƣ dầu mỡ, kim loại nặng, phelon, xianua,... Đến nay các cơ sở trong khu công nghiệp gang thép đã từng bƣớc đầu tƣ xây dựng các công trình xử lý nƣớc thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm. Hoạt động khai thác khoáng sản là một trong những loại hình hoạt động phát sinh lƣợng nƣớc thải lớn nhất trên địa bàn tỉnh, lƣu lƣợng nƣớc thải phát sinh hàng năm trên 12,14 triệu m3, phần lớn nƣớc thải tại các mỏ đƣợc xử lý sơ bộ qua các hố lắng rồi xả ra nguồn nƣớc mặt, thành phần ô nhiễm trong nƣớc thải là chất rắn lơ lửng, độ màu, một số kim loại nặng,... Kết quả quan trắc giám sát môi trƣờng hàng năm tại các mỏ, so sánh với QCVN 24:2009/BTNMT cho thấy hàm lƣợng TSS 10 vƣợt từ 1,2 đến 3,6 lần; tại các mỏ kim loại màu (chì, kẽm, thiếc,…) phát hiện hàm lƣợng Pb, Zn, As, Cd vƣợt từ 3,5 - 20 lần. Sản xuất giấy: trên địa bàn tỉnh có 03 cơ sở sản xuất giấy với lƣu lƣợng nƣớc thải phát sinh hàng năm là 550.320 m3. Trƣớc năm 2009, hệ thống xử lý nƣớc thải của các cơ sở này đều không đáp ứng đƣợc yêu cầu về xả thải, hàm lƣợng COD vƣợt từ 2 - 14 lần, hàm lƣợng TSS vƣợt từ 1,5 - 9 lần so với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải công nghiệp giấy và bột giấy QCVN 12:2008/BTNMT cột B2, sau đó hệ thống xử lý đƣợc cải tạo, hoàn thiện, hiện nay nƣớc thải sau xử lý đã phần lớn đáp ứng đƣợc tiêu chuẩn xả thải. Chế biến thực phẩm: hoạt động này phát sinh khoảng 200.000 m3/năm, phần lớn nƣớc thải xử lý không đáp ứng đƣợc tiêu chuẩn xả thải, với thành phần ô nhiễm chủ yếu là các chất hữu cơ, dinh dƣỡng, vi khuẩn,... qua quá trình phân huỷ làm nguồn nƣớc bốc mùi hôi thối. Kết quả kiểm soát ô nhiễm hàng năm tại các cơ sở chế biến thực phẩm cho thấy hàm lƣợng COD vƣợt từ 2 - 25 lần, hàm lƣợng BOD vƣợt từ 2,5 - 22 lần, hàm lƣợng amoni vƣợt từ 1,5 - 3 lần, hàm lƣợng coliform vƣợt trên 100 lần so với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải công nghiệp QCVN 24:2009/BTNMT cột B. Hoạt động sản xuất vật liệu xây dựng: phát sinh trên 470.000 m3/năm với thành phần ô nhiễm chủ yếu là chất rắn lơ lửng gây đục nguồn nƣớc mặt, hàm lƣợng chất rắn lơ lửng xác định vƣợt QCVN 24:2009/BTNMT cột B từ 1,6 - 8,2 lần. - Nước thải y tế: theo thống kê đến hết năm 2010, tỉnh Thái Nguyên có 493 cơ sở y tế với 3.885 giƣờng bệnh, lƣu lƣợng nƣớc thải y tế ƣớc tính là 2331 m3/ngày. Hiện chỉ có một số bệnh viện có hệ thống xử lý nƣớc thải (bênh viện C, bệnh viện Lao và Phổi, bệnh viện đa khoa Phổ Yên, bệnh viện A) hoạt động tƣơng đối hiệu quả, chất lƣợng nƣớc sau xử lý đáp ứng đƣợc tiêu chuẩn xả thải; nhiều bệnh viện đã có hệ thống xử lý nƣớc thải nhƣng hiệu quả xử lý không cao (bệnh viện Đa khoa trung ƣơng Thái Nguyên, bệnh viện gang thép và một số bệnh viện tuyến huyện), chất lƣợng nƣớc sau xử lý không đáp ứng đƣợc tiêu chuẩn và thải 11 trực tiếp vào nguồn nƣớc mang theo nhiều hoá chất độc hại, các chất hữu cơ, dinh dƣỡng và vi khuẩn gây bệnh, kết quả quan trắc cho thấy hàm lƣợng BOD vƣợt từ 1,4 - 5,5 lần, amoni vƣợt từ 4,2 - 7,6 lần, hàm lƣợng coliform vƣợt đến 320 lần so với Tiêu chuẩn nƣớc thải bệnh viện TCVN 7382:2004. 1.2.2. Tác động từ hoạt động sinh hoạt, dịch vụ, du lịch Cùng với công nghiệp hóa và đô thị hóa lƣu vực sông Cầu, khối lƣợng chất thải rắn phát sinh ngày càng gia tăng, bao gồm rác thải sinh hoạt, rác thải công nghiệp và rác thải bệnh viện. Một phần không nhỏ rác thải trên không đƣợc xử lý và đổ bừa bãi ra sông, hồ, ao trong khu vực. Theo số liệu thống kê ở lƣu vực sông Cầu ƣớc tính có khoảng 1.500 tấn rác thải trong 1 ngày. Đây là nguồn ô nhiễm tiềm tàng cho nƣớc mặt và nƣớc ngầm. - Nƣớc thải sinh hoạt: với tổng dân số gần 1,13 triệu, trong đó dân số đô thị chiếm 25,62%, với dân số ngày càng tăng, đặc biệt tại các khu vực đô thị, trong khi hạ tầng kỹ thuật chƣa phát triển tƣơng ứng đã làm gia tăng vấn đề ô nhiễm do nƣớc thải sinh hoạt. Nƣớc thải sinh hoạt đều không đƣợc xử lý, thải thẳng vào các nguồn nƣớc mặt. Đặc trƣng ô nhiễm trong nƣớc thải sinh hoạt là các hợp chất hữu cơ, dinh dƣỡng, chứa nhiều vi khuẩn gây bệnh. Ƣớc tính lƣu lƣợng nƣớc thải hàng ngày trên địa bàn tỉnh là trên 90.000 m3/ngày, trong đó nƣớc thải sinh hoạt tại các khu vực đô thị chiếm gần 50%. - Chất thải rắn: với tỷ lệ thu gom chất thải rắn thấp, chỉ thành phố Thái Nguyên khoảng 80%, còn các huyện, thị tỷ lệ thu gom từ 20 - 30%, lƣợng chất thải rắn không đƣợc thu gom và xử lý, thƣờng thải thẳng ra các mƣơng, rãnh, sông suối và là nguồn gây ô nhiễm tiềm tàng cho nƣớc mặt. 1.2.3. Tác động của phát triển nông nghiệp Hoạt động nông nghiệp: Với diện tích đất sản xuất nông nghiệp là 99.440,69 ha, chiếm 28,2% diện tích toàn tỉnh, để tăng năng suất cây trồng, thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hoá học đƣợc sử dụng ngày càng nhiều. Theo Chi cục Bảo vệ thực vật Thái Nguyên, lƣợng hoá chất bảo vệ thực vật (BVTV) trong sản xuất nông nghiệp tùy theo loại cây trồng nhƣ lúa nƣớc khoảng 2,5 kg/ha/năm, chè khoảng 3 - 12 3,5 kg/ha/năm, ngô khoảng 2 kg/ha/năm, bình quân khoảng 3,0 kg/ha/năm. Tổng lƣợng hoá chất BVTV ƣớc tính khoảng trên 298 tấn/năm và hàng nghìn tấn phân bón hoá học. Lƣợng hoá chất BVTV, phân bón hoá học dƣ thừa đƣợc đổ vào nguồn nƣớc mặt, ƣớc tính khoảng 33%. Hoạt động chăn nuôi gia súc, gia cầm: với 96.728 con trâu, 43.752 con bò, 560.015 con lợn, 2.294 con ngựa, 9.325 con dê và 6,067 triệu gà, vịt, hoạt động chăn nuôi gia súc, gia cầm đã phát sinh một lƣợng lớn nƣớc thải, chất thải rắn nhƣng hầu hết các biện pháp xử lý nƣớc thải, chất thải rắn từ các chuồng trại chăn nuôi đều không đƣợc thực hiện và thải thẳng xuống các nguồn nƣớc mặt. Kết quả quan trắc nƣớc thải tại một số trang trại chăn nuôi, so sánh với QCVN 24:2009/BTNMT cột B cho thấy hàm lƣợng COD vƣợt từ 4,6 - 42,6 lần, hàm lƣợng amoni vƣợt từ 21,5 - 60 lần, hàm lƣợng phosphor vƣợt từ 25,8 - 62,4 lần,… 1.3. Tổng quan về chỉ số chất lƣợng nƣớc 1.3.1. Tình hình nghiên cứu chỉ số chất lƣợng nƣớc trên thế giới Mô hình WQI đƣợc đề xuất và áp dụng đầu tiên ở Mỹ vào những năm 1965 1970 và đang đƣợc áp dụng rộng rãi ở nhiều bang. Từ những năm 70 đến nay, trên thế giới đã có hàng trăm công trình nghiên cứu phát triển và áp dụng mô hình WQI cho quốc gia hay địa phƣơng mình theo một trong 3 hƣớng: (i) Áp dụng một mô hình WQI có sẵn của nƣớc ngoài vào quốc gia/địa phƣơng mình; (ii) Áp dụng có cải tiến một mô hình WQI có sẵn vào quốc gia/địa phƣơng mình; (iii) Nghiên cứu phát triển một mô hình WQI mới cho quốc gia/địa phƣơng mình. Xu thế (i) và (ii) ít tốn kém về nhân lực, thời gian và tài chính, nên phù hợp với các quốc gia đang phát triển. Hiện nay có trên 30 loại WQI đã đƣợc triển khai và áp dụng ở nhiều quốc gia: Ấn Độ, Canada, Chilê, Anh, Wales, Đài Loan, Úc, Malaysia… 13
- Xem thêm -