Nghiên Ứu Sử Dụng Phần Mềm Qual2K Mô Phỏng Một Số Hỉ Tiêu Hất Lượng Nướ Đoạn Sông Cầu Tại Khu Vự Thành Phố Thái Nguyên.pdf
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.72 MB, 81 trang )
Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học bách khoa hà nội
----------------------------------------
Luận văn thạc sĩ khoa học
Ngành: công nghệ môi trờng
Nghiên cứu Sử dụng phần mềm qual2k mô phỏng một
số chỉ tiêu chất lợng nớc của đoạn sông Cầu
tại khu vực Thành Phố Thái Nguyên
Mai thị lộc
Hà nội 2007
Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131502421000000
Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học bách khoa hà nội
----------------------------------------
Luận văn thạc sĩ khoa học
Ngành: công nghệ môi trờng
Nghiên cứu Sử dụng phần mềm qual2k mô phỏng một
số chỉ tiêu chất lợng nớc của đoạn sông Cầu
tại khu vực Thành Phố Thái Nguyên
MÃ số:
Mai thị lộc
Ngời hớng dẫn khoa học: TS. Trịnh Thành
Hà nội 2007
Mục Lục
Mở đầu ......................................................................................................................... 3
17T
17T
Chơng I. Tổng quan ........................................................................................... 7
1.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu ....................................................................... 7
1.1.1. Điều kiện tự nhiên lu vực sông Cầu ................................................................ 7
Hình 1.1. Tổng quan về lu vực sông Cầu .................................................................. 7
1.1.2. Khí hậu .............................................................................................................. 9
1.1.3. Chế độ thủy văn ............................................................................................... 10
1.1.4. Kinh tế xà hội lu vực sông Cầu ..................................................................... 10
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
1.1.4.1. Bắc Kạn ........................................................................................... 11
1.1.4.2. Thái Nguyên .................................................................................... 11
1.1.4.3. Bắc Ninh .......................................................................................... 11
1.1.4.4. Bắc Giang ........................................................................................ 12
1.1.4.5. Vĩnh Phúc ........................................................................................ 12
1.1.4.6. Hải Dơng ....................................................................................... 12
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
1.2. Chất lợng nớc và các nguồn gây ô nhiễm ...................................................... 13
1.2.1. Các chất gây ô nhiễm nguồn nớc .................................................................. 13
1.2.2. Các yếu tố tác động chủ yếu ........................................................................... 16
17T
17T
17T
17T
17T
17T
1.2.2.1. Các yếu tố tự nhiên ......................................................................... 17
1.2.2.1. Các yÕu tè cã nguån gèc kinh tÕ x· héi ........................................... 17
17T
17T
17T
17T
1.2.3. Hiện trạng môi trờng nớc lu vực sông Cầu ............................................... 26
1.3. Các cơ sở pháp lý phục vụ cho nghiên cứu ........................................................ 29
1.3.1. Hiện trạng công tác quản lý chÊt lỵng níc ë ViƯt Nam .............................. 29
1.3.2. Mét sè mô hình mô phỏng chất lợng nớc sông ........................................... 30
Chơng 2: Cơ sở lý thuyết ............................................................................. 35
2.1. Đặc trng thuỷ lực ............................................................................................. 35
2.2. Phơng trình cân bằng dòng chảy ..................................................................... 37
2.3. Phơng trình chuyển tải .................................................................................... 39
2.4. Đặc tính thủy lùc ................................................................................................ 43
2.4.1. §Ëp .................................................................................................................. 43
2.4.2. §êng cong tû lƯ .............................................................................................. 45
2.4.3. Phơng trình Manning ................................................................................... 46
2.5. Lan truyền dọc theo sông ................................................................................... 48
2.6. Mô hình nhiệt độ ................................................................................................ 48
2.7. Mô hình mô phỏng các chất ............................................................................... 50
2.7.1. Các phản ứng hóa sinh ................................................................................... 50
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
2.7.1.1. Quá trình sinh và tiêu thụ oxy .......................................................... 51
2.7.1.2. Sử dụng CBOD do quá trình khử ni tơ .............................................. 51
17T
17T
17T
17T
2.8. Các biến số của mô hình .................................................................................... 51
2.8.1. CBOD phản ứng chậm (c s) ............................................................................ 52
17T
17T
17T
17T
R
R
1
2.8.2. CBOD phản ứng nhanh (c f) ............................................................................ 53
17T
17T
R
R
2.8.3. Nitơ hữu cơ (n ) ............................................................................................. 54
17T
R
17T
o
R
17T
2.8.4. Ni tơ - Amoniac (n a ) ........................................................................................ 54
2.8.5. Amoniac không bị ion hóa .............................................................................. 55
R
17T
R
17T
17T
2.8.6. Nitrate Nitrogen (n n) ...................................................................................... 56
17T
17T
R
R
2.8.7. Photpho h÷u cơ (p ) ...................................................................................... 56
17T
R
17T
o
R
2.8.8. Photpho vô cơ (p i) ........................................................................................... 57
17T
17T
R
R
17T
2.8.9. Chất rắn vô cơ lơ lửng (m i) ............................................................................. 57
2.8.10. Oxy hoµ tan (o) .............................................................................................. 57
R
17T
R
17T
17T
2.8.11. B·o hoµ oxy .................................................................................................. 58
2.9. C«ng thøc tÝnh hƯ sè hÊp thơ oxy ....................................................................... 58
2.10. ảnh hởng của các công trình ......................................................................... 61
Chơng 3: Cơ sở chuẩn bị dữ liệu ............................................................... 64
3.1. Thu thập dữ liệu phục vụ tính toán .................................................................... 64
3.1.1. Dữ liệu địa hình: ............................................................................................. 64
3.1.2. Dữ liệu thủy văn, thủy lực: .............................................................................. 66
3.1.3. Dữ liệu chất lợng nớc: ............................................................................. 66
3.2.
Tính toán lu lợng các nguồn gây ô nhiễm. .............................................. 66
3.2.1. Nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ: ...................................................................... 66
3.2.2. Khu công nghiệp gang thép Thái Nguyên ....................................................... 67
3.2.3. Nớc thải sinh hoạt của Thành phố Thái Nguyên .......................................... 68
3.2.4. Nớc ma chảy tràn trên địa bàn thành phố Thái Nguyên xuống sông Cầu: 69
Chơng 4: ứng dụng tính toán ..................................................................... 70
4.1. Quá trình tính toán. ........................................................................................... 70
4.2. Kết quả tính toán ................................................................................................ 72
Kết luận và kiến nghị ...................................................................................... 77
Kết luận ..................................................................................................................... 77
Kiến nghị .................................................................................................................. 77
Tài liệu tham khảo ............................................................................................ 79
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
17 T
17T
17T
17T
17T
17T
17T
2
Mở đầu
Hiện nay, các nớc trên thế giới đang đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi
trờng nớc. Việt Nam là nớc đang phát triển, trong tơng lai các ngành
công nghiệp và dịch vụ sẽ phát triển rất mạnh. Vì vậy, việc đánh giá mức độ ô
nhiễm, để đề ra các biện pháp phòng chống ô nhiễm môi trờng trong đó có ô
nhiễm nguồn nớc là cần thiết.
Sông Cầu là một nhánh quan trọng của hệ thống sông Thái Bình. Sông
Cầu và các phụ lu của nó (sông Đu, sông Công, sông Cà Lồ...) tạo nên một
tiểu lu vực nằm gọn trong địa bàn sáu tỉnh (Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc
Giang, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc, Hải Dơng). Hàng triệu ngời sống trong lu
vực đà lấy nớc từ sông Cầu và các phụ lu của nó để phục vụ cho các mục
đích khác nhau. Sông Cầu khoảng 30 năm trở lại đây do dân số tăng nhanh
cùng với sự phát triển kinh tế của đất nớc nói chung và của lu vực sông Cầu
nói riêng đà tác động mạnh đến nguồn nớc. Hai bên bờ sông là các khu công
nghiệp, khu đô thị, làng nghề, nông nghiệp và các cơ sở sản xuất đà và đang
thải trực tiếp nớc thải xuống dòng sông, biến sông thành cống lớn thoát nớc
xuống hạ lu.
Trớc tình hình đó, công tác quản lý, bảo vệ nguồn tài nguyên nớc,
đặc biệt là chất lợng nớc đang đợc quan tâm. Công tác này cần có sự hỗ
trợ về mặt khoa học và kỹ thuật, trong đó phơng pháp tính toán sự lan truyền,
khuếch tán chất ô nhiễm trong nớc để xác định khả năng chịu tải chất ô
nhiễm của nguồn nớc là một trong những công cụ rất quan trọng.
Hiện nay đà có rất nhiều mô hình tính toán đợc xây dựng và áp dụng
nhiều nơi trên thế giới để mô phỏng các thông số ô nhiễm chất lợng nớc.
Ngày nay các mô hình tính toán chất lợng nớc ngày càng tiến bộ hơn, cho
phép ngời sử dụng có thể áp dụng một cách linh hoạt hơn.
3
Trong luận văn này, đề cập đến vấn đề nghiên cứu khả năng ứng dụng
tính toán lan truyền, khuếch tán chất ô nhiễm trong sông Cầu của mô hình
QUAL2K.
1. Phơng pháp tiếp cận :
- Thu thập tài liệu, các số liệu nh địa hình, khí tợng thủy văn, chất
lợng nớc...
- Thống kê, phân tích, xử lý số liệu đa vào mô hình.
- Sử dụng mô hình QUAL2K để mô phỏng các thông số ô nhiễm BOD,
DO, NH4 + , NO 3 -.
R
RP
P
R
RP
P
2. Đối tợng và giới hạn phạm vi nghiên cứu
* Đối tợng nghiên cứu: Chất lợng nớc sông Cầu khu vực đi qua thành phố
Thái Nguyên.
* Phạm vi nghiên cứu : Việc nghiên cứu một cách toàn diện về chất lợng
nớc là vấn đề rất khó khăn và phức tạp, đòi hỏi phải có số liệu quan trắc liên
tục, các trang thiết bị hiện đại, có kinh phí và phải có quỹ thời gian đủ lớn mới
có thể hoàn thành đợc. Vì vậy, trong khuôn khổ nghiên cứu của luận văn tác
giả chỉ tập trung nghiên cứu một số nội dung nh sau :
- Hiện trạng chất lợng nớc trong phạm vi lu vực sông Cầu.
- Bớc đầu nhận định về chất lợng nớc sông Cầu đoạn qua thành phố Thái
Nguyên.
- ứng dụng mô hình lan truyền vật chất trong nớc mặt để mô phỏng và dự
báo biến đổi hàm lợng các chất ô nhiễm trong nớc sông Cầu đoạn qua thành
phố Thái Nguyên.
3. Mục đích nghiên cứu của đề tài
- Tiếp cận các loại mô hình tính toán chất lợng nớc và nghiên cứu ứng
dụng phần mềm QUAL2K để tính toán lan truyền, khuếch tán chất ô
nhiễm trong s«ng.
4
- Nghiên cứu tính toán cụ thể sự lan truyền và khuếch tán chất ô nhiễm
trên Sông Cầu đoạn đi qua thành phố Thái Nguyên.
- Đánh giá khả năng đáp ứng yêu cầu quản lý chất lợng nớc của phần
mềm QUAL2K và khả năng ứng dụng ở điều kiện nớc ta.
4. Nội dung nghiên cứu của đề tài
Nội dung nghiên cứu của đề tài gồm:
- Nghiên cứu đặc điểm Địa chất - Địa chất thuỷ văn thành phố Thái
Nguyên.
- Nghiên cứu, tổng hợp xác định một số quy luật phân bố chất lợng nớc.
- áp dụng mô hình lan truyền vật chất để nghiên cứu bài toán nhiễm bẩn.
5. Các phơng pháp nghiên cứu
Để đạt đợc mục tiêu của đề tài, tác giả đà sử dụng tổng hợp các phơng pháp
nghiên cứu sau:
- Phơng pháp thu thập tài liệu:
Thu thập các tài liệu về địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn, hiện trạng khai
thác và sử dụng nớc, tài liệu về chất lợng nớc sông Cầu.
- Phơng pháp xử lý số liệu: Trên cơ sở, nền tảng các số liệu thu thập, tài liệu
thực địa... Các tài liệu đợc tiến hành xử lý bằng các chơng trình chuyên
dụng, các phần mềm máy tính nh Mapinfor để lập bản đồ, xử lý số liệu bằng
các phơng pháp thống kê toán học, trung bình hoá các số liệu phân tích.
6. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Sơ bộ đánh giá về chất lợng nớc sông Cầu
- Bớc đầu đánh giá hiện trạng phục vụ cho công tác quản lý quy hoạch, khai
thác, bảo vệ nguồn nớc trong khu vực và lu vực sông.
- Bớc đầu mô phỏng biến đổi chất lợng nớc trong sông.
7. Nội dung của luận văn : luận văn đợc bố cục gồm có 4 ch¬ng
- Ch¬ng 1 : Tỉng quan
5
- Ch¬ng 2 : C¬ së lý thuyÕt
- Ch¬ng 3 : Cơ sở chuẩn bị dữ liệu.
- Chơng 4 : ứng dụng tính toán
- Kết luận và kiến nghị
6
Chơng I. Tổng quan
1.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
1.1.1. Điều kiện tự nhiên lu vực sông Cầu
Hình 1.1. Tổng quan về lu vực sông Cầu
Sông Cầu là một trong những sông chính của hệ thống sông Thái Bình
với 47% diện tích toàn lu vực. Sông Cầu bắt nguồn từ vùng núi Tam Tao
(đỉnh cao 1326m) chảy qua huyện Chợ Đồn (Bắc Kạn) thị xà Bắc Kạn, Chợ
7
Mới, Thái Nguyên, Bắc Ninh, Bắc Giang và điểm cuối cùng là Phả lại, Chí
Linh, Hải Dơng. Tổng chiều dài của sông Cầu là 288km. Hệ thống sông Cầu
có khá nhiều phụ lu và các dòng suối cung cấp nớc cho hệ thống. Các
nhánh sông chính của lu vực sông Cầu bao gồm Sông Cầu, sông Công, sông
Cà Lồ, sông Ngũ Huyện Khê, sông Nghinh Tờng, sông Đu, sông Chợ Chu,
sông Thiếp...
Lu vực sông Cầu có dạng trải dài từ Bắc xuống Nam. Thung lũng
phía thợng lu và trung lu nằm giữa hai cánh cung sông Gâm và cánh cung
Ngân Sơn - Yên Lạc. Phần thợng lu sông Cầu chảy theo hớng 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 đến 60m, 80-100 m trong mùa lũ, độ dốc khoảng > 0,1%. Phần
trung lu từ Chợ Mới, sông Cầu chảy theo hớng Tây Bắc - Đông Nam trên
một đoạn khá dài sau đó trở lại hớng cũ cho tới Thái Nguyên. Đoạn này địa
hình đà thấp xuống đáng kể, lòng sông mở rộng, độ dốc cũng giảm chỉ còn
khoảng 0,05%, độ uốn khúc vẫn cao.
Hạ lu sông Cầu đợc tính từ Thác Huống đến Phả Lại, từ đây hớng
chảy chủ đạo là Tây Bắc Đông Nam, địa hình có độ cao trung bình 10 đến
20m, lòng sông rất rộng 70 đến 150 m và độ dốc giảm đáng kể 0,01%.
Lu vực sông Cầu có dạng dài, tổng diện tích đợc xác định là 6030
km2 , hệ số tập trung nớc đạt 2,1, địa hình ®ång b»ng chiÕm phÇn lín diƯn
P
P
tÝch lu vùc, ®é cao trung bình của lu vực vì vậy cũng khá thấp (190 m). Độ
dốc trung bình của lu vực thuộc loại trung bình 16%.
Mật độ sông suối trong lu vực sông Cầu thuộc loại cao: 0,95-1,2
km/km2 , tổng chiều dài phụ lu có chiều dài lớn hơn 10 km là 1.602 km (68
P
P
sông trong đó có 13 sông có chiều dài lớn hơn 15 km)
Một số số liệu đặc trng hình thái các sông lu vực sông Cầu nh sau
TT
Tên
Dài
DT
Độ cao
Độ dèc
8
HƯ sè
HƯ sè
MËt ®é
sông
(km)
lu
trung
trung
tập
uốn
lới
vực
bình LV
bình
trung
khúc
sông
(km2 )
P
1
Cầu
2
Chợ chu
3
Nghinh
Tờng
nớc
P
288
6030
190
16,1
2,1
2,02
0,95
36
437
206
24,6
1,4
1,40
1,19
46
465
290
39,4
1,5
1,60
1,05
4
Đu
44
360
129
13,3
1,7
1,40
0,94
5
Công
96
951
224
27,3
2,2
1,43
1,20
6
Cà Lồ
89
881
87
4,7
1,7
2,7
0,73
1.1.2. Khí hậu
Khí hậu lu vực sông Cầu có đặc điểm cơ bản của khí hậu nhiệt đới
gió mùa nóng, ẩm, có mùa đông khá lạnh, mùa hè nóng, ma nhiều.
Nhiệt độ phân hóa mạnh mẽ trong toàn lu vực. Vùng thấp dới 100m
nhiệt độ trung bình năm vào khoảng 22,5 - 23C, vùng có độ cao đến 500m,
nhiệt độ trung bình năm vào khoảng 20o C, vùng cao trên 1.000m, nhiệt độ
P
P
trung bình năm vào khoảng 17,5 - 18C.
Nhiệt độ cao nhất trong lu vực đạt đến 40C (tại Hiệp Hòa - Bắc
Giang), còn nhiệt độ thấp nhất là - 1C (tại Bắc Kạn).
Lu vực sông Cầu là khu vực có lợng ma khá lớn, lợng ma hàng
năm vào khoảng từ 1.500 - 2.700mm. Trong lu vực tồn tại một địa phơng
ma lớn đó là Tam Đảo. ở đây lợng ma hàng năm có thể đạt đến 3.000mm.
Vùng ma này kéo dài sang phía Đông qua thành phố Thái Nguyên, với lợng
ma năm vợt quá 2.000mm.
9
1.1.3. Chế độ thủy văn
Dòng chảy trên lu vực sông Cầu khá đồng đều. Lu vực sông Công
có module dòng chảy vào khoảng 27-30l/s.km2 , vùng thợng lu sông Cầu (từ
P
P
Thác Riềng trở lên) có module dòng chảy năm là 22-24 l/s.km2 thuộc loại
P
P
trung bình. Vùng ít nớc nhất là sông Đu có module dòng chảy năm là 19,523 l/s.km2 .
P
P
Dòng chảy năm dao động không đáng kể, năm nhiều nớc chỉ lớn hơn
năm ít nớc khoảng 1,8 đến 2,3 lần. Hệ số biến đổi dòng đạt khoảng 0,28.
Chế độ dòng chảy của sông Cầu phân biệt thành hai mùa rõ rệt mùa lũ
và mùa cạn. Mùa lũ thờng bắt đầu vào tháng 5-6 nhng không kết thúc đồng
đều trên toàn bộ lu vực, thông thờng trong khoảng thời gian tháng 9. Lợng
dòng chảy trong mùa lũ cũng không vợt quá 75% lợng nớc cả năm. Trong
thời gian lũ, các tháng có lợng dòng chảy lớn nhất là 7, 8, 9 lợng dòng chảy
chiếm hơn 50% lợng dòng chảy cả năm.
Mùa cạn kéo dài từ trong 7 đến 8 tháng lợng dòng chảy chiếm
khoảng 18-20% lợng dòng chảy của cả năm. Ba tháng cạn nhất là 1, 2, 3
dòng chảy chØ chiÕm 5,6-7,8%.
1.1.4. Kinh tÕ x· héi lu vùc s«ng Cầu
Lu vực sông Cầu nằm trên 6 tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang,
Bắc Ninh, Hải Dơng và Vĩnh Phúc với tổng diện tích khoảng hơn 3.000km2
P
P
sự phát triển kinh tế xà hội của các tỉnh này có tác động không nhỏ đến chất
lợng nớc sông Cầu, khi hầu hết các cơ sở sản xuất hay các khu dân c trong
khu vực này đang sử dụng trực tiếp hoặc gián tiếp sông Cầu là nơi tiếp nhận
nớc thải. Bên cạnh đó các quá trình tự nhiên nh bào mòn, xói lở cũng là
những nguyên nhân đáng kể gây nên sự suy thoái chất lợng nớc của con
sông này.
10
1.1.4.1. Bắc Kạn
Bắc Kạn là một tỉnh miền núi đợc tách ra từ tỉnh Bắc Thái năm 1996.
Với đa số nhân dân là đồng bào các dân tộc thiểu số sống trên các vùng cao
của tỉnh, nền kinh tế thuần nông của Bắc Kạn vẫn thuộc diện khó khăn.
Nền công nghiệp của Bắc Kạn cũng ở mức rất thấp so víi mỈt b»ng
chung cđa khu vùc, chđ u tËp trung vào các ngành chế biến lâm sản (đũa
tre, giấy ...)
1.1.4.2. Thái Nguyên
Trong sáu tỉnh nói trên, Thái Nguyên với diện tích tự nhiên 354.110
ha là tỉnh có diện tích thu nớc lớn nhất và các tác động trực tiếp của hoạt
động kinh tế xà hội của tỉnh lên chất lợng nớc sông Cầu đáng kể nhất.
Tốc độ tăng trởng của khu vực công nghiệp và xây dựng tăng nhanh
và cao hơn mức bình quân chung, khu vực nông, lâm nghiệp và thuỷ sản có
mức tăng chậm hơn nên cơ cấu kinh tế có sự chuyển dịch theo hớng tăng
nhanh tỷ trọng khu vực công nghiệp và xây dựng và giảm dần khu vực nông,
lâm nghiệp và thuỷ sản. Từ năm 2002 đến nay, tỉnh Thái Nguyên đà có 7 cụm
công nghiệp đợc quy hoạch và phê duyệt.
1.1.4.3. Bắc Ninh
Bắc Ninh có một nền kinh tế đa thành phần có tốc độ phát triển khá
mạnh. Các làng nghề tạo nên một nét đặc trng của kinh tế Bắc Ninh. Các
làng nghề mang tính truyền thống và thành lập một cách tự phát, tuy vậy quy
mô của nó rất lớn.
11
Bảng 1.1. Quy mô một số làng nghề khu vực Bắc Ninh
Tên làng nghề
STT
Số hộ sản xuất
Số lao động
1
Giấy Phong Khê và Phú Lâm
64
1200
2
Thép Đa Hội
450
10000
3
Nhôm chì Văn Môn
120
500
4
Gỗ Đồng Kỵ
1000
7000
Hầu hết các làng nghề sản xuất theo công nghệ khá thô sơ, nằm dọc
theo con sông Ngũ Huyện Khê vµ sư dơng nã nh ngn cÊp níc vµ ngn
tiÕp nhận nớc thải gây ô nhiễm con sông này một cách nghiêm trọng
1.1.4.4. Bắc Giang
Nằm cách Hà nội 50km, diện tích tự nhiên 3882km2 , Bắc Giang có thể
P
P
coi là một tỉnh thuần nông với 45% GDP là từ nông nghiệp.
1.1.4.5. Vĩnh Phúc
Cách Hà Nội 40km, mới tách ra từ tØnh VÜnh Phó, VÜnh Phóc cã nỊn
kinh tÕ rÊt v÷ng mạnh với tỷ trọng công nghiệp chiếm 50% GDP, nông nghiệp
21,9% và dịch vụ 28,1%. Chủ trơng mở cửa đầu t của tỉnh đà thu hút rất
nhiều các công ty danh tiếng trên thế giới nh Toyota, Honda đặt cơ sở sản
xuất trên địa bàn. Trên tinh thần của chủ trơng này các khu công nghiệp sẽ
đợc đẩy nhanh tiến độ xây dựng và đi vào sản xuất trong giai đoạn 2006 2010.
1.1.4.6. Hải Dơng
Nông nghiệp: Năm 2005, toàn tỉnh gieo trồng đợc 105.547 ha, bằng
58,5% kế hoạch cả năm, giảm 1,6% so cùng kỳ năm trớc, trong đó lúa chiêm
xuân 67.254 ha, bằng 99,6% kế hoạch.
Sản xuất công nghiệp: Giá trị sản xuất công nghiệp tháng 5/2005 ớc
đạt 1.020,1 tỷ đồng (giá 1994), tăng 20,5% so với cùng kỳ năm trớc
12
1.2. Chất lợng nớc và các nguồn gây ô nhiễm
1.2.1. Các chất gây ô nhiễm nguồn nớc
Khi lợng chất thải đa vào nớc quá nhiều, vợt quá khả năng giới hạn
của quá trình tự làm sạch tự nhiên của môi trờng nớc thì kết quả là tính chất
của nớc bị thay đổi. Sự thay đổi tính chất và thành phần của nớc có ảnh
hởng xấu đến sinh thái môi trờng nớc và sức khỏe của ngời sử dụng nớc
thì đó đợc coi là sự ô nhiễm nớc.
Chất gây ô nhiễm có thể do hoạt động của con ngời (chất thải công
nghiệp và sinh hoạt) hoặc do các yếu tố tự nhiên tác động. Trong môi trờng
nớc, cấu trúc hóa học và nồng độ của chúng sẽ quyết định mức độ ô nhiễm
của nguồn nớc.
Các chất ô nhiễm có thể đợc chia thành 2 nhóm: Các chất ô nhiễm
dạng hữu cơ và các chất ô nhiễm dạng vô cơ.
ã Các chất ô nhiễm nớc dạng hữu cơ:
Chủ yếu là các chất dễ phân hủy sinh học. Do đặc tính không bền,
chúng có xu hớng bị oxy hóa thành các dạng đơn giản hơn. Quá trình này
ảnh hởng trực tiếp đến hàm lợng oxy hòa tan trong nớc (DO). Các thông
số thờng đợc sử dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm hữu cơ trong nớc là nhu
cầu oxy phân hủy sinh học (BOD) và nhu cầu oxy phân hủy hóa học (COD).
Các chất ô nhiễm dạng hữu cơ có thể từ các nguồn thải sau:
- Nớc thải sinh hoạt: ở đây hầu hết các chất hữu cơ đều có khả năng bị
phân hủy sinh học và là tác nhân tiêu thụ oxy trong nớc.
- Nớc cuốn trôi bề mặt: thành phần hợp chất hữu cơ rất đa dạng, tùy
thuộc vào đặc tính bề mặt.
- Sinh ra do quá trình phát triển xác chết của động thực vật phù du,
động thực vật đáy là nguồn phát sinh đáng kể các chất dinh dìng trong
c¸c lu vùc.
13
- Từ hoạt động sản xuất hoặc sản phẩm của công nghiệp: thông thờng
các chất hữu cơ dạng này bền, khả năng phân hủy sinh học thấp, gây ô
nhiễm nặng nề cho các nguồn nớc. Đó là các chất nhiên liệu, chất
dung môi hữu cơ, chất màu, thuốc trừ sâu, phụ gia dợc, thực phẩm
mà nguồn gốc từ các nhà máy thực phẩm, giấy, thuộc da, đồ hộp, hóa
chất hoặc do tới tiêu trong nông nghiệp.
Một số chất hữu cơ tổng hợp điển hình tồn tại trong tự nhiên gây «
nhiƠm m«i trêng níc:
- Hãa chÊt b¶o vƯ thùc vËt nh thc trõ s©u, thc diƯt cá, thc diƯt
nÊm mèc, diệt loài gặm nhấm, thuốc trừ côn trùng
- Xà phòng, các chất tẩy rửa và phụ gia là những nguồn tiềm tàng các
chất ô nhiễm dạng hữu cơ do có khả năng tạo nhũ tơng, tạo các chất
hữu cơ lơ lửng trong nớc.
- Các chất hữu cơ tổng hợp khác: Tất cả các chất hữu cơ có trong nớc
đều là những chất tiêu thụ oxy do đặc tính không bền và có xu hớng
oxy hóa thành các hợp chất đơn giản. Khi chỉ số DO trong nớc thấp,
BOD và COD cao chứng tỏ nớc bị ô nhiễm nặng bởi các chất hữu cơ
tiêu thụ oxy.
- Các hợp chất hữu cơ hyđrocacbon mạch thẳng hay mạch vòng thông
thờng là sản phẩm của dầu mỏ, thâm nhập và làm ô nhiễm nguồn nớc
thông qua các quá trình khai thác, vận chuyển, gia công, sử dụng, ảnh
hởng của các hợp chất thơm này gây ra mùi rất khó chịu. Đối với
ngời và thực vật, chúng gây nên các bệnh mÃn tính và cấp tính nh
ung th, ảnh hởng đến hệ thần kinh trung ơng, mắt, bệnh ngoài da.
- Các hợp chất hyđrocacbon đa vòng đợc các hạt keo hấp thụ hoặc bám
dính trên các chất hoạt tính bề mặt, do vậy chúng có khả năng tích tụ
lớn và cũng có khả năng gây ung th.
14
- Các hợp chất hữu cơ halogen là những chất vô cùng độc hại. Các hợp
chất này bao gồm: cacbuahydro clorua, polyclorua byphenyl, thuốc trừ
sâu chứa clo, các phenol clo, PCDD, PCDF.
- Các hợp chất polyclobiphenyl (PCB), đây là những chất ô nhiễm đợc
tìm thấy trong các nguồn trên toàn thế giới, thậm chí trong cả các mô tế
bào chim và cá. Các PCB có độ bền hóa học, nhiệt vµ sinh häc rÊt cao.
Ngn gèc cđa PCB chđ u từ dung dịch lạnh cách điện, làm bông
thẩm thấu và sợi amiăng, làm hóa chất dẻo và làm các chất phụ gia cho
một số loại sơn êpôxy.
- Dầu mỏ và các hợp chất của dầu mỏ: Ô nhiễm nớc do dầu mỏ và sản
phẩm của chúng (xăng, mazut, dầu bôi trơn) thể hiện nh sau:
+ Làm giảm tính chất lý hóa của nớc (nh thay đổi màu, mùi, vị): Nớc
sẽ có mùi đặc trng khi nồng độ của các sản phẩm của dầu mỏ đạt tới 0,5
mg/l. Các tính chất hóa học của nớc sẽ thay đổi mạnh khi nồng độ lớn
hơn 100 mg/l.
+ Tác động đến quần thể sinh vật: Nớc bị ô nhiễm gây thiệt hại vô cùng
đối với sinh vật có độ nhạy cảm cao, quần thể sinh vật giảm xuống rất
nhanh do sự phân hủy của dầu trong cơ thể sống và do lớp váng dầu ngăn
cản quá trình trao đổi oxy giữa pha nớc và khí.
ã Các chất gây ô nhiễm nớc dạng vô cơ:
Có rất nhiều chất vô cơ gây ô nhiễm nớc, tuy nhiên có một số nhóm
điển hình cần lu ý nh sau:
- Các loại phân bón vô cơ: là hợp chất vô cơ mà thành phần chủ yếu là
cacbon, hyđro và oxy ngoài ra chúng còn chứa các nguyên tố nh: N, P,
K cùng các nguyên tố vi lợng khác. Các loại hóa chất này sẽ đi vào
nớc do một phần phân bón bị cuốn trôi khi sử dụng bốc hơi hoặc
chuyển hóa thành các dạng khác và lu tồn trong môi trờng. Sự d
thừa các chất dinh dỡng (phốt phát, muèi amoni, ure, nitrat, muèi
15
kali) gây nên sự phát triển nhanh của một số loài thực vật bậc thấp
nh tảo, rong rêu và các thực vật thân mềm. Hiện tợng bùng nổ phát
triển của tảo hay còn gọi là hiện tợng nở hoa tảo là dấu hiệu nhận biết
môi trờng nớc đà bị phú dỡng.
- Các khoáng axit: Nguồn gốc chính là từ các mỏ than không còn khai
thác FeS2 (có nhiều trong mỏ) là chất bền trong môi trờng thiếu oxy.
R
R
Khi tiếp xúc với môi trờng không khí, có sự tham gia cả vi sinh vật sẽ
tạo thành Fe(OH)3 màu đỏ là nớc có màu đỏ và H 2 SO 4 phá hủy cân
R
R
R
R
R
R
bằng sinh thái trong nớc.
- Cặn: Nguồn phát sinh do xói mòn (chủ yếu), do nớc thải sản xuất ,
sinh hoạt. Các chất cặn đáy thờng ở trong tình trạng yếm khí, tham gia
quá trình huyền phù là môi trờng hấp thụ rất tốt, chúng nh là các kho
chứa các kim loại nặng nh Cr, Cu, Mo, Ni, Co, Mn gây độc cho
nguồn nớc.
- Các nguyên tố vết: Đây là các nguyên tố có rất ít trong nớc, tuy nhiên
khả năng gây độc rất cao cho hệ sinh thái và con ngời.
Ngoài các nguyên tố vết, các chất phóng xạ cũng là một loại chất gây ô
nhiễm rất nguy hiểm, tác động rất lớn đến con ngời và sinh vật và rất khó
kiểm soát. Đây là loại chất cần đợc đầu t nhiều về khoa học và kỹ thuật
trong việc kiểm soát ô nhiễm phóng xạ trong môi trờng nớc.
Các chất ô nhiễm ở cả 2 dạng này làm ô nhiễm nguồn nớc theo các
phơng diện khác nhau nh lý, hóa hay vi sinh vật.
1.2.2. Các yếu tố tác động chủ yếu
28T
28T
Nguồn tài nguyên nớc mặt lu vực sông Cầu đang đợc sử dụng khai
thác với nhiều mục đích khác nhau nh tới tiêu cho sản xuất nông nghiệp,
cung cấp nớc cho sinh hoạt, cung cấp nớc cho sản xuất công nghiệp, cho du
lịch và một chức năng tất yếu là tiếp nhận chất thải từ tất cả các hoạt ®éng võa
kĨ trªn.
16
Các yếu tố tác động đến chất lợng nớc lu vực sông Cầu gồm có hai
nhóm yếu tố chính là các tác động có nguồn gốc tự nhiên và các tác động có
nguồn gốc nhân tạo.
1.2.2.1. Các yếu tố tự nhiên
- Chế độ ma và lợng nớc bề mặt bốc hơi (ảnh hởng trực tiếp đến
lợng dòng chảy bề mặt trên các sông suối, lũ lụt và hạn hán);
- Chế độ nhiệt độ (ảnh hởng đến khả năng tự làm sạch của nguồn
nớc);
- Đặc điểm địa hình (ảnh hởng đến sự phân bố dòng chảy theo không
gian, hiệu suất dòng chảy và xói mòn bề mặt, ảnh hởng đến khả năng tự làm
sạch của từng con sông);
- Đặc điểm địa chất - thủy văn (ảnh hởng đến sự hình thành các tầng
chứa nớc dới đất và chất lợng nớc dới đất, ảnh hởng đến mối quan hệ
tơng hỗ giữa nớc mặt và nớc dới đất);
- Đặc điểm thổ nhỡng (ảnh hởng đến chất lợng nớc - phèn và pH);
- Đặc điểm thảm phủ thực vật tự nhiên (ảnh hởng đến độ bốc hơi bề
mặt, đến quá trình bào mòn và rửa trôi đất bề mặt, đến khả năng tích nớc
trong mùa khô và hiệu suất dòng chảy trong mùa ma lũ);
- Đặc điểm thủy văn và chế độ dòng chảy vùng hạ lu (ảnh hởng đến
sự xói lở, bồi lắng và tích tụ các vật chất ô nhiễm trong môi trêng níc).
1.2.2.1. C¸c u tè cã ngn gèc kinh tÕ xà hội
Hoạt động nông nghiệp:
Lu vực sông Cầu có diện tích hơn 6000km2 , tổng lợng nớc ớc tính
P
P
4200 km3 . Hàng năm con sông này vẫn phục vụ nhu cầu tới tiêu cho hàng
P
P
vạn ha lúa chiêm, lúa mùa và rau màu các loại và lợng nớc hồi quy chiếm
khoảng 65 đến 70% lợng nớc tới. Lợng nớc hồi quy cùng với nớc ma
rửa trôi mang theo vào nớc khá nhiều các loại hợp chất nh các chất khoáng,
mùn hữu cơ, kim loại, dinh dỡng và nhất là hoá chất bảo vệ thực vật các loại.
17
Một điều dễ nhận thấy là hầu hết các khu vực sản xuất nông nghiệp đều nằm
cạnh các con sông nhằm tạo thuận lợi cho khâu tới tiêu. Vì lẽ đó mà sự xâm
nhập của nớc sản xuất nông nghiệp trở nên thờng xuyên hơn và với quy mô
rất lớn. Một điều đáng lo ngại là việc sản xuất nông nghiệp hiện nay rất phụ
thuộc vào các loại phân bón hữu cơ và các loại hoá chất diệt trừ sâu bọ, diệt
cỏ. Một vụ lúa hoặc chè (đặc biệt là khu vực Thái Nguyên) trung bình ngời
nông dân phun thuốc diệt sâu từ 3 đến 5 lần và phun tổng hợp rất nhiều loại
thuốc khác nhau để đề phòng sâu bệnh kháng thuốc. Loại nớc (ma, nớc
hồi quy) từ các khu vực sản xuất nông nghiệp có khả năng gây phú dỡng
nguồn nớc và ô nhiễm hoá chất bảo vệ thực vật, gây nhiễm độc cho hệ sinh
thái dới nớc. Dạng ô nhiễm này có quy mô rộng khắp và không có điểm
phát sinh rõ ràng.
Chất lợng rừng trong lu vực sông Cầu bị xuống cấp nghiêm trọng,
nghèo kiệt, độ che phủ thấp không còn khả năng ngăn lũ vào mùa ma và giữ
ẩm cho đất vào mùa khô, dẫn đến tình trạng suy thoái đất, lũ lụt về mùa ma,
hạn hán về mùa khô, biến đổi dòng chảy, xói mòn và bồi lấp lòng sông...
Hoạt động công nghiệp
Các hoạt động này tập trung vào hai tỉnh là Thái Nguyên và Bắc Ninh
với mật độ cao và đặc tính ô nhiễm rất nặng. Tiêu biểu là Thái Nguyên với
ngành công nghiệp Giấy và ngành sản xuất sắt thép cơ khí, Bắc Ninh với các
làng nghề sản xuất thép cán, nhôm chì và ngành giấy. Theo thống kê cha đầy
đủ trên địa bàn lu vực có gần 400 doanh nghiệp Nhà nớc, Trung ơng, địa
phơng và hàng ngàn cơ sở t nhân đang hoạt động, gồm hầu hết các loại hình
công nghiệp, thủ công nghiệp, làng nghề; và trong các lĩnh vực nh sản xuất
năng lợng, khai thác chế biến khoáng sản, luyện kim, hóa chất, vật liệu xây
dựng biến lơng thực, thực phẩm, hàng tiêu dùng v.v..
Công nghiệp khai khoáng và chế biến khoáng sản chủ yếu tập trung ở
Bắc Kạn và Thái Nguyên. Chất thải rắn từ các mỏ than vào khoảng 1,5 triệu
18
