Giáo trình bảo vệ môi trường - Phần 2 Bảo vệ nước lục địa - Chương 5 doc

357 358
độ nớc vợt quá 20
o
C.
Các tính toán nêu trên tiến hnh đầu tiên áp dụng cho lu
lợng nớc

mùa đông cực tiểu 30 ngy v hè thu. Trong các
trờng hợp đặc biệt, lu lợng nớc ny có thể thay bằng lln
tuần tẳng hoặc lln cực tiểu trung bình ngy phụ thuộc vo độ
sạch yêu cầu của đối tợng nớc. Trong trờng hợp vợt quá
của lợng nớc đổ chỉ định so với tải trọng tới hạn cho phép
nớc thải của sông suối

tiến hnh tính lại giá trị đổ v lợng d
chuyển sang một nơi tích luỹ đạc biệt để đổ nó ở lần sau trong
giai đoạn có lũ v lụt, khi đó sẽ thoả mãn các tỷ lệ đã nêu

trên
đây.
Nh đã nói trên đây, lợng nớc thải ở chừng mực no đó
phụ thuộc vo lu lợng nớc trong sông, xác định khả năng
pha loãng của nó. Cho nên ảnh hởng lớn tới chất lợng nớc
sông v hồ l đáng kể theo mức độ tích nớc để đảm bảo nhu
cầu dùng nớc công nghiệp v dịch vụ công cộng của thnh phố
v các điểm dân c, cũng nh để thoả mãn các nhu cầu kinh tế
nông nghiệp, đặc biệt l tới. Việc tập trung nớc tích cực có thể
dẫn tới sự thay đổi đáng kể các quá trình sinh hóa diễn ra trong
nó, ảnh hởng tới chế độ nhiệt độ, gây nên sự quá tải của sông
(hoặc hồ) bởi nớc thải. Cho nên khi tiến hnh tích nớc từ các
đối tợng nớc cần để lại một lu lợng nớc xác định (hay thể

tích) đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh.








Chơng 5
Bảo vệ các đối tợng nớc khỏi cạn kiệt
Việc sử dụng tích cực các sông suối, thủy vực v nớc ngầm
nh l nguồn cấp nớc có thể dẫn tới sự cạn kiệt ti nguyên
nớc mặt v nớc ngầm vùng đó. Trong các sông suối v thủy
vực cần phải để lại một lợng nớc no đó đảm bảo sự duy trì
sinh thái thuận lợ của đối tợng nớc m còn cả điều kiện nhu
cầu dùng nớc. Lợng nớc cần để lại trong sông gọi l dòng
chảy cho phép tối thiểu, còn trong thủy vực

nó đợc đặc trng
bởi mực nớc cho phép tối thiểu. Do đó, sự cạn kiệt nớc - đó l
sự hạ thấp đáng kể dòng chảy hay mực nớc cho phép tối thiểu
do việc lấy nớc, dẫn tới sự phá vỡ cân bằng sinh thái v điều
kiện nhu cầu dùng nớc. Trớc hết, sự cạn kiệt nớc có thể
quan trắc đợc vo mùa ít nớc (mùa chuyển tiếp, mùa kiệt v
mùa dòng chảy bé nhất) v sẽ rất đáng kể lm thay đổi căn bản
chế độ v dòng chảy. Sự giảm đột ngột dòng chảy, v có thể còn
lm ngừng nó vo mùa kiệt, diễn ra do sự can thiệp của con
ngời m không tính trớc có thể gây ra tình hình trầm trọng
nh ở các trạm nhiệt điện, để đảm bảo hoạt động của nó đòi hỏi

phải đầy đủ một lợng nớc cần thiết no đó.
Việc giảm đáng kể dòng chảy sông ngòi tự nhiên trong thời
kỳ kiệt hay sự hạ thấp mực nớc hồ có thể xảy ra do việc xây
dựng các công trình lấy nớc hay ao v hồ chứa đề tới v cấp
nớc cunãg nh việc lấy nớc để chuyển dòng chảy. Trong tất cả
359 360
các lĩnh vực kinh tế quốc dân theo thể tích nhu cầu dùng nớc
kinh tế nông nghiệp đứng vị trí dố một. Hiẹn nay dùng cho tới,
lm ngập v cấp nớc trong kinh tế nông nghiệp sử dụng hơn 75
% nhu cầu dùng nớc không hon lại trong Liên Xô. ảnh hởng
của tới lên dòng chảy sông ngòi mang tính mùa vụ v chủ yếu
thể hiện vo thời kỳ phát triển sinh trởng của thực vật, trùng
với thời kỳ kiệt mùa hè trên các con sông. Khi đó mùa kiệt cng
bắt đầu sớm v cng di hơn bao nhiêu thì việc lấy nớc để tới
ảnh hởng đến dòng chảy cng lớn bấy nhiêu. cng tăng ảnh
hởng ny với tới hệ thống. Trong trờng hợp bốc hơi mạnh,
khi lấy nớc để tới lm cho tất cả nớc hoa tổn qua bốc hơi,
ảnh hởng của tới sẽ cực đại v có thể l mầm mống để chấm
dứt dòng chảy trên cacsoong nhỏ v một phần sông trung bình,
thờng hay gặp vo mùa hè trên nhiều sông lãnh thổ khô hạn
(sông ngòi vùng bán sơn địa Trung á, Bắc Cápcazơ v v.v ).
Trờng hợp đặc biệt, ảnh hởng ny l sự tháo hon ton nớc

sông để thoả mãn nhu cầu dùng nớc của nông nghiệp. Điều
ny quan trắc thấy ở các vùng sa mạc v bán sa mạc.
Với sự hạ thấp đáng kể nớc tổn thất không hon lại sử
dụng cho tới ghi nhận sự giảm mạnh dòng chảy trong sông,
Khi đó diễn ra sự tái phân bố dòng chảy kiệt theo dọc sông -
giảm đột ngột ở chỗ lấy nớc v tăng tiếp theo chỗ thấp hơn
theo chiều dòng chảy do có sự bổ sung nớc ngầm.

Tổn thất nớc ngầm do bốc hơi có thể bổ sung abừng cách
tiêu úng từ các đầm lầy, diệt trừ các loại cỏ hoang a ẩm, giảm
bớt diện tích tới. Tuy nhiên sự tăng tiếp tục việc lấy nớc có
thể dẫn tơí không chỉ sự giảm rõ rệt dòng chảy kiệt m còn lm
nó hết hẳn (Xđaria, Amuađaria, Terek v.v ).
Sự giảm mạnh nhất của dòng chảy kiệt sông ngòi dới tác
động của tới diến ra vo các năm ít nớc. Khi đó ảnh hởng
của nó tăng theo lãnh thổ, do bên cạnh việc tới hệ thống bắt
đầu hoạt động cả tới định kỳ.
Bức tranh tơng tự quan trắc đợc khi xem xét ảnh hởng
của việc lấy nớc để tới từ hồ. Mức độ ảnh hởng còn ở mức độ
lứon hơn phụ thuộc vo thể tích nớc v việc lấy nớc.
Tới một lãnh thổ rộng lớn gây nên sự hạ dòng chảy kiệt
vo nửa đầu mùa hè, thờng chi phối tới sự tăng nó vo cuối
mu hè, thu v thậm
chí cả đông, khi m bắt đầu châm sự ổn
định tơng đốiứt v sau đó l chấm dứt việc lấy nớc từ sông để
tới v các dòng nhập lu nớc ngầm bắt đầu đổ vo mạng lới
sông ngòi (nớc hon trả).
Đánh giá ảnh hởng của đất đợc tới đến dòng chảy mùa
kiệt cần thực hiện với việc tính đến các đặc điểm địa lý tự nhiên
địa phơng của lãnh thổ, tính chất tới v cũng nh định mức
v thời hạn tới. Giá trị tính toán dòng chảy tự nhiên thờng l
lu lợng nớc cực tiểu 30
ngy suất đảm bảo 80 - 85 % vo thời
kỳ kiệt mùa hè.
ảnh hởng của việc lấy nớc trên sông cho công nghiệp v
dịch vụ công cộng về tổng thể nhỏ hơn ảnh hởng của việc lấy
nớc tới. Phần của chúng, hiển nhiên, ít hơn khoản 10 % tổng
nhu cầu dùng nớc v hơn nữa phần lớn nớc sử dụng hon trả

vp sông ngòi (hay thủy vực). Nhu cầu dùng nớc không hon
trả trong công nghiệp v kinh tế dịch vụ công cộng chiếm trung
bình 20 - 30 %. Tuy nhiên trong các vùng riêng biệt nó có thể
thay đổi đáng kể vo mùa kiệt do sự tái phân bố của chúng theo
dọc sông hay theo lãnh thổ (lấy nớc từ một con sông v thải
vo sông khác). Đối với sông ngòi chảy trong vùng các trung
tâm công nghiệp lớn, ảnh hởng của việc lấy nớc trên các đoạn
sông riêng biệt rất lớn. Chiều di các vùng đó có thể hng
kilomet. Thí dụ, việc lấy nớc từ sông Matxcơva trong vùng
Pavsino chiếm gần 10 m
3
/s với dòng chảy mùa kiệt trung bình
nhiều năm l 11 m
3
/s. Trong hng loạt thnh phố v điẻm dân
361 362
c ngoại ô Matxcơva việc lấy nớc l 12 % dòng chảy năm sông
Kliazma, Poli, Pakhr.
So sánh sự thay đổi diễn ra của dòng chảy các sông ngòi tự
nhiên v động lực phát triển các hoạt động kinh tế trên lu vực
cho phép đánh giá định lợng ảnh hởng của nó đến dòng chảy
sông ngòi. Một cách tơng tự có thể tiến hnh đối với hồ.
Đánh giá định lợng ảnh hởng của các hoạt động kinh tế
đến dòng chảy có thể bằng cách so sánh dòng chảy tự nhiên v
dòng chảy bị phá vỡ của thời đoạn hay bằng phơng pháp cân
bằng. Trong trờng hợp thứ nhất, tiến hnh khảo sát dao động
nhiều năm của dòng chảy trên tuyến đo của sông đang xét, diễn
ra dới ảnh hởng của các nhân tố tự nhiên (thiên nhiên) v
trên nền của chúng thực hiện đánh giá quy mô thay đổi quan
trắc đợc của dòng chảy v chế độ nớc sông ngòi dới tác động

của ánớc thải công cộng hoạt động kinh tế trên lu vực của nó.
Phơng pháp so sánh cho phép xác định ảnh hởng tổng cộng
của ánớc thải công cộng hoạt động kinh tế trên lu vực sông
ngòi cho trớc hay trên các vùng riêng biệt. Khi đó cần thiết có
các điểm với thời kỳ quan trắc dòng chảy di trong các điều kiện
tự nhiên v bị phá vỡ.
Với phơng pháp cân bằng khảo sát nghiên cứu cán cân
nớc, nhiệt v đôi khi cả mặn của đoạn lu vực, trên đó tiến
hnh các dạng hoạt động kinh tế khác nhau, cũng nh các đoạn
lòng sông nằm trong vùng ảnh hởng của kênh dẫn v nơi
lấy
nớc v tơng tự thế. Phơng pháp cân bằng cho phép xác định
ảnh hởng cá biệt của nhân tố hoạt động kinh tế cụ thể lên
dòng chảy sông ngòi, khám phá bản chất vật lý của quá trình
ny v xác định ảnh hởng của nó trong tơng lai. Không phức
tạp khi tiến hnh đánh giá cán cân nớc lòng sông tính đến ảnh
hởng của việc lấy (đổ) nớc lên dòng chảy sông ngòi, nếu nh
có đủ ti liệu đáng tín cậy về các đại lợng đó. Tuy nhiên sử
dụng phơng pháp cân bằng đòi hỏi một khố lợng khảo sát
thực địa chuyên ngnh rất công phu.
Đơn giản nhất v thờng hay áp dụng nhất khi sử dụng
phơng pháp so aánh để đánh giá ảnh hởng của việc lấy nớc
lên dòng chảy sông ngòi l phơng pháp khôi phục dòng chảy tự
nhiên của sông ngòi, nằm trong điều kiện bị phá vỡ. Các sông
đợc so sánh cần phải có thời gianđồng quan trắc đủ di về
dòng chảy trong các điều kiện bị phá vỡ v không phs vỡ. Điều
kiện hình thnh dòng chảy của sông nghiên cứu v sông tơng
tự cng gần nhau bao nhiêu thì kết quả thu nhận đợc cng tin
cậy bấy nhiêu. Xác định ảnh hởng của việc lấy nớc còn có thể
bằng cách xây dựng các đồ thị quan hệ tích phân (hay luỹ tích)

các giá trị dòng chảy sông với chế độ bị phá vỡ (hay sông nghiên
cứu) v sông tơng tự. Thời kỳ phá vỡ đợc t
ách ra trên đồ thị
quan hệ nh l vùng chênh lệch cực đoan giá trị nớc thải công
cộng điểm thực nghiệm với hớng đờng quan hệ tổng quát. Tất
nhiên, quan hệ của sông nghiên cứu v sông tơng tự trong thời
kỳ không bị phá vỡ phải có dạng tuyến tính. Thủ thuật tơng tự
nh vậy đánh giá sự thay đổi dòng chảy sông ngòi trong thời kỳ
nó bị phá vỡ l khá nhạy v áp dụng cho mùa kiệt, do sự phá vỡ
dòng chảy thờng có trọng số lớn nhất chính trong thời kỳ ny.
Trên hình 5.1 chỉ ra một đồ thị nh vậy đối với sông Poli (lãnh
thổ lu vực bồn trầm tích sông Matxcơva). So sánh các đồ thị
đối với các thời kỳ ít v nhiều nớc chứng tỏ rằng sự giảm dòng
chảy mạnh nhất diễn ra trong thời kỳ kiệt, khi m tỷ số giữa
lợng nớc lấy từ sông Poli v dòng chảy của nó l cực đại. Thời
gian bắt đầu phá vỡ, tách ra trên các đồ thị trùng với bắt đầu
tăng cờng các hoạt động kinh tế trên lu sông đang xét.
Nếu nh giá trị hệ số tơng quan cặp nhỏ hơn 0,80 thì tập
trung sử dụng một vi sông tơng tự để tăng độ chính xác của
đánh giá sự phá vỡ dòng chảy. Khi đó tính toán đợc thực hiện
363 364
với việc áp dụng tơng quan tuyến tính bội.

Hình 5.1. Quan hệ giữa tích phân tổng dòng chảy sông tơng th
v sông chế độ bị phá vỡ đối với mùa xuân (a) v mùa kiệt (b)

Sử dụng các đờng cong tích phân để đánh giá phá vỡ dòng
chảy do các hoạt động kinh tế cho phép xác định quy mô phá vỡ
chung, nhng không đánh giá ảnh hởng của từng nhân tố
nhân sinh. Cho nên phơng pháp ny đợc sử dụng vo mục

đích khi có ảnh hởng của một yếu tố trội nh trong vùng ảnh
hởng của tới.
Sự thay đổi dòng chảy chi tiết hơn theo dọc sông diễn ra do
việc lấy nớc có thể xác định với việc thnh lập cán cân nớc
lòng sông. Cho mục đích thu thập thông tin tối đa cần thiết thực
hiện tổ hợp công việc thực địa, bao gồm tập hợp cả các thông tin
về thể tích sử dụng nớc sông cho kinh tế v tiến hnh trắc địa
đo đạc thủy văn trên các đoạn sông nghiên cứu.
Các thnh phần của phơng trình cân bằng nớc thờng
thay đổi đối với các lu vực hay đoạn sông khác nhau v phụ
thuộc vo tính chất các hoạt động kinh tế. Một trong các dạng
cán cân nớc lòng sông có thể viết dới dạng sau đây:

=+ 0
tdrcn
QQQQQ (5.1)
với Q
n
- nhập lu nớc sông qua tuyến đổ vo; Q
r
- dòng xuất từ
đoạn qua tuyến ra; Q
c
- nhập lu từ khu giã từ sờn bên cạnh;
Q
d
- lu lợng nớc lấy; Q
t
- thấm từ lòng sông.
Với việc đánh giá định lợng ảnh hởng của hoạt động kinh

tế đến dòng chảy sông ngòi trong thời kỳ ít nớcvới mục đích
tiến hnh nghiên cứu tổng hợp, nh l các số liệu của phơng
trình cân bằng, cũng chính l kết quả thu đợc khi so sánh dao
động nhiều năm của lợng nớc sông v động lực của khia phá
kinh tế lu vực.
Khi kế hoạch hóa việc lấy nớc từ sông (hay hồ) cần phải
xác định lu lợng nớc cho phép tối thiểu (hay thể tích nớc)
cần đợc giữ lại. Xác định lu lợng nớc cho phép tối thiểu còn
lại trong sông việc khai thác kinh té của nó l một vấn đề tổng
hợp. Lu lợng nớc còn lại trong sông cần thoả mãn hng loạt
đòi hỏi v trớc hết l tiêu chuẩn vệ sinh v các nhu cầu dùng
nớc của các nh dùng nớc sông nằm phía dới.
Khi tính toán lu lợng nớc cho phép tối thiểu giữ lại
trong sông cần tính đến chế độ nớc sông vo thời kỳ ít nớc của
năm v dòng chảy cực tiểu. đáng kể nhất khi đó l tính chất của
thời kỳ nớc k
iệt v độ di của nó. Với một mùa kiệt ổn định v
kéo di tạo ra các điều kiện không thuận lợi cho việc lấy nớc từ
sông. Cho nên việc tính toán lu lợng nớc cho phép tối thiểu
trong sông cần đợc tiến hnh với việc tính đến lu lợng nớc
cực tiểu hay mùa kiệt (với việc không bỏ qua các thay đổi lớn về
chất lợng nớc) v độ di của thời kỳ đó.
Thờng thờng để bảo ton trạng thái tự nhiên của sông
ngòi, cần giữ trong nó một dòng chảy (không phá vỡ chất lợng
nớc) tơng ứng với đại lợng nuôi dỡng sông bằng nớc ngầm,
tức l gần với dòng chảy kiệt tự nhiên. Tuy nhiên độ di lớn của
365 366
thời kỳ kiệt trên phần lớn sông ngòi của Liên Xô vo mùa đông
hay hè - thu trong trờng hợp ny lm hạn chế đáng kể khả
năng sử dụng chúng để lấy nớc. Trong khi đó quan trắc đợc

dao động lớn của dòng chảy kiệt theo các năm. Do vậy, việc
nghiên cứu trạng thái tự nhiên của sông ngòi vo những năm ít
nớc nhất với các giá trị dòng chảy nhỏ nhất trong thời kỳ kiệt
có ý nghĩa lớn nhất. Nếu nh trong các điều kiện nh vậy, ở
trong sông giữ đợc các nguồn lợi sinh thái thì giá trị ny của
dòng chảy kiệt (hay cực tiểu) sẽ đợc chấp nhận hoặc nh cho
phép tối thiểu (nếu nh trong sông tạo ra các điều kiện trên
ranh giới lợi ích sinh thái), hoặc l gốc để tính toán. Lu lợng
nớc tính toán (vệ sinh) giữ lại trong sông đợc xác định bằng
cách dẫn các hệ số tính đến tổ hợp các nhân tố khác nhau, đặc
trng cho ý nghĩa kinh tế của sông ngòi, chế độ sinh hóa v
thủy hóa của chúng, khả năng tự lm sạch, dạng ô nhiễm v các
điều kiện khác, ảnh hởng đến chất lợng nớc.














Chơng 6
dự báo chất lợng ti nguyên nớc
Dự báo chất v lợng nớc lục địa l giai đoạn hon thiện

của kiểm soát. Các phơng pháp dự báo chất lợng nớc đang
áp dụng hiện nay có thể chia ra hai dạng: dựa trên đề xuất bảo
ton theo thời gian xu hớng của quá trình diễn ra trong đối
tợng nớc vo thời kỳ nghiên cứu chúng (phơng pháp ngoại
suy hay phơng pháp khoanh vùng), v dựa trên cơ sở mô
phỏng toán học hay nghiên cứu vật lý các quá trình thủy động
lực, quá trình lý hóa v các quá trình khác diễn ra trong thủy
vực v sông ngòi v tính đến qui luật thay đổi trạng thái của đối
tợng nớc với sự thay thế các nhân tố chính xác định trạng
thái ny - mô hình hóa quá trình (toán học, vật lý, phòng thí
nghiệm) hoặc tạo ra các đối tợng mô hình, lãnh thổ, khu vực.
Theo thời gian dự kiến dự báo có thể l hạn ngắn hoặc hạn di.
Khi sử dụng phơng pháp ngoại suy, thời gain qt cần phải
di hơn thời gian dự báo khá nhiều (từ 3 lần trở lên), bao trọn
các thời kỳ nhiều v ít nớc của dòng chảy, còn tính chất phá vỡ
chất v lợng dòng chảy cần bảo ton chế độ dừng v đơn
hớng. Với sự thay đổi đột ngột các nâhn tố nhân sinh, xác định
trạng thái đối tợng nớc, đặc biệt nếu các đột biến ny khó