nghiên cứu hiện trạng chất lượng nước sông công đoạn từ hạ lưu hồ núi cốc đến điểm hợp lưu sông cầu và đề xuất giải pháp bảo vệ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN




Phạm Thị Thanh Thúy



NGHIÊN CƢ
́
U HIỆN TRẠNG CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG CÔNG
ĐOẠN TỪ HẠ LƢU HỒ NÚI CỐC ĐẾN ĐIỂM HỢP LƢU SÔNG CẦU
VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ



LUÂ
̣
N VĂN THA
̣
C SI
̃
KHOA HO
̣
C

Hà Nội - 2012
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN


Phạm Thị Thanh Thúy

NGHIÊN CƢ
́
U HIỆN TRẠNG CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG CÔNG
ĐOẠN TỪ HẠ LƢU HỒ NÚI CỐC ĐẾN ĐIỂM HỢP LƢU SÔNG CẦU
VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ

Chuyên nga
̀
nh : Khoa học môi trường
M số: 60 85 02

LUÂ
̣
N VĂN THA
̣
C SI
̃
KHOA HO
̣
C

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải




Hà Nội - 2012


1
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
PHỤ LỤC
BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 9
1.1. Hiện trạng môi trường nước mặt của Việt Nam 9
1.2. Tổng quan về lưu vực sông Công 10
1.2.1. Điều kiện tự nhiên 10
1.2.2. Hiện trạng kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 11
1.2.3. Hiện trạng sử dụng đất 15
1.3. Tổng quan về chỉ số chất lượng nước (WQI) 17
1.3.1. Tổng quan về chỉ số môi trường 17
1.3.2. Lịch sử phát triển của phương pháp chỉ số CLN 18
1.4. Thải lượng các chất ô nhiễm 22
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24
2.1. Đối tượng nghiên cứu 24
2.2. Nội dung nghiên cứu 24
2.3. Phương pháp nghiên cứu 24

2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 24
2.3.2. Phương điều tra, phỏng vấn ngoài thực địa 24
2.3.3. Phương pháp thu mẫu và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm 24
2.3.3.1. Thời gian, tần suất và vị trí lấy mẫu 25
2.3.3.2. Phương pháp lấy mẫu 26
2.3.3.3. Phương pháp phân tích 27
2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu 27
2.3.5. Tính toán WQI 28
2.3.5.1. Tính toán WQI thông số 28
2.3.5.2. Tính giá trị WQI đối với thông số DO (WQI
DO
) 28
2.3.5.3. Tính giá trị WQI đối với thông số pH 29
2.3.6. Đánh giá sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải của sông Công 31
2.3.7. Ước tính thải lượng ô nhiễm 33
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35
3.1. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước sông Công và các phụ lưu của sông Công . 35


2
3.1.1. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước sông Công giai đoạn 2005-2011 35
3.1.2. Hiện trạng chất lượng nước các phụ lưu của sông Công 40
3.2. Tính toán WQI cho sông Công đoạn từ hạ lưu hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưu
sông Cầu 44
3.3. Đánh giá sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải của sông Công 48
3.4. Tính toán thải lượng ô nhiễm thải ra lưu vực sông Công 53
3.4.1. Tính toán thải lượng ô nhiễm của từng nguồn thải lưu vực sông Công từ
hạ lưu hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưu sông Cầu 53
3.4.1.1. Ước tính thải lượng từ hoạt động chăn nuôi năm 2010 53
Nguồn: Tính toán trong luận văn 53

3.4.1.2. Thải lượng từ sinh hoạt của con người năm 2010 53
3.4.1.3. Thải lượng do nước mưa chảy tràn khu vực đô thị năm 2010 54
3.4.1.4. Tính toán thải lượng do hoạt động nông nghiệp năm 2010 55
3.4.1.5. Thải lượng phát thải từ vùng rừng 55
3.4.1.6. Thải lượng ô nhiễm của ngành y tế 55
3.4.1.7. Thải lượng từ hoạt động sản xuất công nghiệp 56
3.4.2. Tính tổng thải lượng ô nhiễm đổ vào lưu vực sông Công đoạn từ hạ lưu
hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưu sông Cầu 57
3.5. Đề xuất giải pháp bảo vệ chất lượng nước sông Công 58
3.5.1. Giải pháp quy hoạch 58
3.5.2. Giải pháp quản lý 60
3.5.3. Giáo dục cộng đồng 61
3.5.4. Giải pháp kỹ thuật 62
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO 67
PHỤ LỤC


3
BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BC
Bristish Columbia
BVMT
Bảo vệ môi trường
BVTV
Bảo vệ thực vật
CLN
Chất lượng nước
CCME
Canada Council of Ministry of the Environment

CSL
Trung tâm St Laurent
EFA
Explorerly Factor Analysis
HĐND
Hội đồng nhân dân
LVS
Lưu vực sông
MCP
Mức cho phép
PTN
Phòng Thí nghiệm
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
SMEWW
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater
TCMT
Tổng cục môi trường
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
Tp.HCM
Thành phố Hồ Chí Minh
UBND
Ủy ban nhân dân
UWQI
Universal Water Quality Index
VESDEC
Viện khoa học môi trường và phát triển
WQI
Water Quality Index

WQIA
Water Quality Index weighted Arithmetic
QCVN 6TS
Chỉ số chất lượng nước bao gồm 6 thông số




4
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Mô hình tháp dữ liệu thể hiện mối quan hệ giữa các mức độ sử dụng dữ
liệu từ chi tiết đến tổng hợp 17
Hình 1.2. Sơ đồ các giai đoạn xây dựng chỉ số chất lượng nước 19
Hình 2.1. Sơ đồ vị trí lấy mẫu 26
Hình 3.1. Diễn biến TSS trung bình trên sông Công giai đoạn 2005 - 2011 36
Hình 3.2. Diễn biến BOD
5
trung bình trên sông Công giai đoạn 2005-2011 37
Hình 3.3. Diễn biến COD trung bình trên sông Công giai đoạn 2005-2011 37
Hình 3.4. Diễn biến NH
4
+
trung bình trên sông Công giai đoạn 2005- 2011 38
Hình 3.5. Diễn biến NO
2
-
trung bình trên sông Công giai đoạn 2005-2011 39
Hình 3.6. Diễn biến Coliform trung bình trên sông Công giai đoạn 2005-2011 40
Hình 3.7. Biểu đồ giá trị BOD
5

trên phụ lưu sông Công năm 2011 40
Hình 3.8. Biểu đồ giá trị COD trên phụ lưu sông Công năm 2011 41
Hình 3.9. Biểu đồ TSS trên phụ lưu sông Công năm 2011 41
Hình 3.10. Biểu đồ coliform trên phụ lưu sông Công năm 2011 42
Hình 3.11. Biểu đồ BOD
5
, COD, TSS trung bình trên suối La Cấm giai đoạn 2005-2011 44
Hình 3.12. Biểu đồ WQI của sông Công khu vực nghiên cứu 45
Hình 3.13. Biểu đồ WQI của phụ lưu sông Công vào mùa khô và mùa mưa 46
Hình 3.14. Tỉ lệ thông số so với QCVN08:2008/BTNMT 47
Hình 3.15. Tỉ lệ WQI thuộc các mức phân loại chất lượng nước 47
Hình 3.16. Chỉ số WQI trung bình các năm của sông Công khu vực nghiên cứu 48










5
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.2. Độ ẩm trung bình các tháng trong năm tại Thái Nguyên (2010) 10
Bảng 1.3. Tổng lượng mưa các tháng trong năm (mm) 11
Bảng 1.4. Tình hình phát triển dân số khu vực nghiên cứu 12
Bảng 1.5. Tình hình chăn nuôi của các x năm 2010 13
Bảng 1.6. Hiện trạng lâm nghiệp năm 2010 14
Bảng 1.7. Hiện trạng sử dụng đất tại các xã, huyện khu vực nghiên cứu năm 2010 16

Bảng 1.8. Các công thức tập hợp tính WQI 20
Bảng 1.9. Tính toán WQI cuối cùng [39, 40] 21
Bảng 2.1. Thông số và phương pháp phân tích 27
Bảng 2.2. Bảng quy định các giá trị q
i
, BP
i
28
Bảng 2.3. Bảng quy định các giá trị BP
i
và qi đối với DO
% bão hòa
29
Bảng 2.4. Bảng quy định các giá trị BP
i
và q
i
đối với thông số pH 29
Bảng 2.5. Phân loại chất lượng nước mô hình WQI – TCMT 30
Bảng 2.6. Hệ số lưu lượng dòng chảy 32
Bảng 2.7. Chỉ số đánh giá sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải 32
Bảng 2.8. Đánh giá sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải của DO 33
Bảng 2.9. Hệ số chảy tràn đối với một số nguồn ô nhiễm điển hình 34
Bảng 3.1. Kết quả WQI của sông Công khu vực nghiên cứu mùa khô và mùa mưa 44
Bảng 3.2. Kết quả WQI của phụ lưu sông Công mùa khô và mùa mưa 45
Bảng 3.3. Tính toán WQI của sông Công khu vực nghiên cứu trung bình qua các năm 48
Bảng 3.4. DO, BOD
5
, NH
4

+
-N dọc sông Công mùa mưa tháng 10/2011 51
Bảng 3.5. Bảng tính toán sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải của sông
Công 52
Bảng 3.6. Tổng hợp sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải của nước sông
Công trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên 52
Bảng 3.7. Hệ số phát thải ô nhiễm của động vật nuôi khu vực nghiên cứu 53
Bảng 3.8. Ước tính thải lượng từ hoạt động chăn nuôi khu vực nghiên cứu 53
Bảng 3.9. Thải lượng từ hoạt động sinh hoạt đổ ra sông Công năm 2010 54


6
Bảng 3.10. Thải lượng từ các đô thị trong khu vực nghiên cứu năm 2010 54
Bảng 3.11. Thải lượng từ hoạt động nông nghiệp năm 2010 55
Bảng 3.12. Thải lượng từ vùng rừng năm 2010 55
Bảng 3.13. Ước tính số lượng giường bệnh tại khu vực nghiên cứu 56
Bảng 3.14. Tổng thải lượng từ hoạt động y tế năm 2010 56
Bảng 3.15. Lưu lượng nước thải của một số cở sở công nghiệp trên địa bàn nghiên cứu 56
Bảng 3.16. Hệ số chảy tràn đối với một số nguồn ô nhiễm điển hình 58
Bảng 3.17. Giá trị tổng thải lượng ô nhiễm năm 2010 58



7
MỞ ĐẦU
Nước là một yếu tố sinh thái không thể thiếu đối với sự sống và là nguồn tự
nhiên có khả năng tái tạo vô cùng quý giá đối với con người. Nước được dùng trong
các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí và tạo cảnh quan môi
trường. Hầu hết các hoạt động trên đều cần nước ngọt. Theo J.A. Jonnes, 97,41%
thể tích nước Trái Đất nằm trong biển và đại dương, 1,98% trong băng tuyết hai

cực, núi cao, còn lại 0,61% nằm rải rác trong không khí và các thuỷ vực mặt, ngầm
ở lục địa [11].
Hệ thống sông suối của Việt Nam khá phát triển, nhưng phân bố không đều.
Mật độ trung bình 0,6 km/km, lớn nhất 2 - 4 km/km ở châu thổ sông Hồng - Thái
Bình và Cửu Long, do nhu cầu tiêu thoát nước lớn trong khi địa hình bằng phẳng,
biên độ triều lớn và khả năng can thiệp của con người cao [5]. Mật độ sông suối lớn
tạo ra những thuận lợi cho đối tượng trực tiếp dùng nước, tạo điều kiện phát triển
giao thông thủy.
Cùng với sự phát triển đất nước theo hướng CNH – HĐH, quá trình đô thị
hoá diễn ra mạnh mẽ, môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng đang bị
tác động rất lớn. Chất lượng nước các con sông đang bị ô nhiễm nghiêm trọng, đồng
thời khả năng tiếp nhận chất thải của chúng cũng bị mất dần như sông Nhuệ, Tô
Lịch, sông Đồng Nai, sông Sài Gòn,…vùng thượng lưu cũng như hạ lưu các con
sông đ chịu tác động mạnh mẽ từ các hoạt động sinh hoạt, y tế, hoạt động sản xuất
nông, lâm nghiệp và công nghiệp… từ các tỉnh trong lưu vực sông [2].
Sông Công là một chi lưu của sông Cầu. Sông Công bắt nguồn từ vùng Ba
Lá, huyện Định Hóa, chảy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam. Môi trường nước sông
Công đang có biểu hiện bị ô nhiễm do nguồn thải từ các hoạt động sản xuất nông
nghiệp, sản xuất công nghiệp, dịch vụ chủ yếu qua khu vực thị x sông Công. Với
vai trò trong việc phát triển kinh tế-x hội của tỉnh Thái Nguyên, việc bảo vệ tổng
thể môi trường nước sông Công là hết sức cần thiết.
Trước những yêu cầu về việc bảo vệ môi trường nước sông Công, chúng tôi
thực hiện đề tài “Nghiên cứu hiện trạng chất lượng nước sông Công đoạn từ hạ


8
lưu Hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưu sông Cầu và đề xuất giải pháp bảo vệ”, với
mục tiêu sau:
Đánh giá hiện trạng và diễn biến chất lượng nước Sông Công.
Đánh giá khả năng chịu tải của dòng sông.

Đánh giá các sức ép của phát triển kinh tế - xã hội, của các hoạt động công
nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, nông, lâm ngư nghiệp lên môi trường nước Sông
Công; trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường nước vùng Sông Công.


9
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Hiện trạng môi trƣờng nƣớc mặt của Việt Nam
Việt Nam có mạng lưới sông ngòi dày đặc, trong đó có 13 hệ thống sông lớn
có diện tích trên 10000 km
2
. Tài nguyên nước mặt tương đối phong phú, chiếm
khoảng 2% tổng lượng dòng chảy của các sông trên thế giới. Tổng lượng dòng chảy
năm của sông Mê Kông khoảng 500 km
3
, chiếm tới 59% tổng lượng dòng chảy năm
của các sông trong cả nước. Hệ thống sông Hồng 126,5 km
3
(14,9%), hệ thống sông
Đồng Nai 36,3 km
3
(4,3%), sông Mã, sông Cả, Thu Bồn có tổng lượng dòng chảy
gần bằng nhan khoảng 20 km
3
(2,3-2,6%), các hệ thống sông Kỳ Cùng, sông Thái
Bình và sông Ba cũng xấp xỉ nhau khoảng 9km
3
(1%), các sông còn lại là 94,5 km
3

(11,1%) [2]. Đây là nguồn tài nguyên nước vô cùng quý giá góp phần vào sự phát
triển kinh tế - xã hội của đất nước. Tuy nhiên, nước mặt ở Việt Nam hiện đang đối
mặt với tình trạng suy kiệt và ô nhiễm trên diện rộng [2].
Theo thống kê của Cục quản lý tài nguyên nước, tổng trữ lượng nước mặt
của Việt Nam chỉ đạt khoảng hơn 830-840 tỷ km
3
, trong đó hơn 60% lượng nước
được sản sinh từ nước ngoài. Tình trạng suy kiệt nguồn nước trong các hệ thống
sông ngòi, kênh, hồ chứa đang diễn ra ngày càng nghiêm trọng mà nguyên nhân chủ
yếu là do khai thác quá mức tài nguyên nước và ảnh hưởng của biến đổi khí hậu.
Khả năng cung cấp nước cũng khác nhau đối với các vùng khác nhau trên
lãnh thổ. Đối với LV hệ thống sông Đồng Nai (khu vực có đóng góp đến 40% tổng
sản phẩm quốc nội cả nước), hiện tại có khả năng cung cấp nước đạt 2.350
m
3
/người/năm và có thể giảm xuống còn khoảng 1.600 m
3
/người/năm vào 2025 nếu
dân số vẫn tiếp tục tăng như xu hướng hiện nay. Tình hình này còn xấu hơn tại LVS
Cầu, khả năng cung cấp nước hiện tại là 656 m
3
/người/năm. LVS Nhuệ - Đáy con
số này là 2.830 m
3
/người/năm [6].

10
1.2. Tổng quan về lƣu vực sông Công
1.2.1. Điều kiện tự nhiên
- Vị trí địa lý
Sông Công bắt nguồn từ vùng núi Ba Lá, huyện Định Hóa (106
0
36’00
’’
,
21
0
52
’
00
’’
), ở độ cao 275m, đây là phụ lưu lớn nhất trong số 26 phụ lưu ra nhập
sông Cầu (không kể sông Thương), chạy dọc theo chân núi Tam Đảo dòng sông bị
ngăn lại ở huyện Đại Từ tạo thành hồ núi Cốc. Sông Công có chiều dài từ nguồn
đến đập Núi Cốc là 54km và đến cửa ra nơi nhập lưu với sông Cầu là 95km, có tổng
diện tích lưu vực sông Công là 951km
2
, tính đến đập Núi Cốc là 536km
2
, độ dốc
trung bình 27,3%, mật độ sông suối 1,20 km/km². Tổng lượng nước 0,794 km³ ứng
với lưu lượng trung bình năm 25 m³/s, môđun dòng chảy năm 26 l/s.km². Mùa lũ từ
tháng 6 đến tháng 10, chiếm 74,7% lượng nước cả năm; tháng 8 có lượng dòng
chảy lớn nhất chiếm 19,30% lượng nước [20].
- Đặc điểm khí hậu

Toàn bộ lưu vực sông Công nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm ướt, gió
mùa chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Nam và gió mùa Đông Bắc. Hướng gió
thịnh hành trên lưu vực là hướng gió Tây Bắc-Đông Nam. Độ ẩm khá lớn 86-90%.
Nhiệt độ trung bình năm đạt khoảng 23,6
o
C trong đó nhiệt độ trung bình cao nhất
đạt 28,9
o
C (thời gian tháng 6) và trung bình thấp nhất khoảng 17
o
C. Nhiệt độ cao
nhất trong năm là 40,1
o
C. Biên độ nhiệt ngày khá cao, từ 7,0 - 7,3
o
C.
Bảng 1.1. Nhiệt độ không khí trung bình qua các tháng (năm 2010)
Tháng
01
02
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

o
C
17,5
17
20,3
24,1
27,3
28,9
27,9
28,2
25,5
25,6
22,8
18,6
Độ ẩm không khí
Thái Nguyên là khu vực có độ ẩm khá cao, trung bình năm đạt tới 82% và độ
ẩm trung bình lớn nhất 88% và thấp nhất đạt 77%.
Bảng 1.2. Độ ẩm trung bình các tháng trong năm tại Thái Nguyên (2010)
Tháng
01
02
3
4
5
6
7
8
9
10
11

12
%
79
77
88
86
81
81
88
86
85
83
77
78


11
Lƣợng mƣa
Với lượng mưa khá lớn, trung bình khoảng 1.500-2.500 mm. Theo thời gian,
lượng mưa tập trung khoảng 87% vào mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 10) trong đó
riêng lượng mưa tháng 8 chiếm đến gần 30% tổng lượng mưa cả năm và vì vậy
thường gây ra những trận lũ lụt. Vào mùa khô, đặc biệt là tháng 12, tháng 1, lượng
mưa trong tháng chỉ bằng 0,5% lượng mưa cả năm.
Bảng 1.3. Tổng lượng mưa các tháng trong năm (mm)
Năm
Trung bình
Tổng
2005
145,4
1744,4

2006
141,3
1695,9
2007
120,9
1451,3
2008
169,2
2030,2
Nguồn: Trạm khí tượng Thái Nguyên
Chế độ thủy văn
Sông Công là một phụ lưu cấp I của sông Cầu, toàn bộ chiều dài của sông
Công đều nằm trọn trên địa phận tỉnh Thái Nguyên. Sông Công có diện tích lưu vực
khá lớn 951km
2
. Sông Công chảy theo hướng Tây Bắc Đông nam và nhập vào sông
Cầu tại Hương Ninh, Hợp Thịnh, Bắc Giang. Lưu vực sông Công có độ cao trung
bình 224m, độ dốc 27,3%.
Tổng lượng nước sông Công trung bình năm vào khoảng 0,794.10
6
m
3
, lưu
lượng trung bình năm 25 m
3
/s và modul dòng chảy năm vào khoảng 26 l/s.km
2
.
Trên Sông Công có 14 nhánh cấp I. Trong 14 nhánh cấp I của Sông Công có
8 nhánh ở thượng lưu đập Hồ Núi Cốc.

Sáu nhánh cấp I còn lại chảy nhập vào sông Công ở hạ lưu đập (5 nhánh bên
phải và một nhánh bên trái) [22].
1.2.2. Hiện trạng kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu
a. Dân số
Tổng dân số toàn vùng là 161914 người. Trong cơ cấu dân số, tỷ lệ nam là
49,9% và nữ là 50,1% (dân số toàn vùng). Về độ tuổi gồm các mức 0-14 tuổi chiếm


12
40,31% dân số, 15-19 tuổi 10,24%, 20-54 tuổi 57,08% và trên 54 tuổi chỉ có 20%
trong đó trên 80 tuổi là 0,7%. Nhìn chung tỷ lệ người có tuổi ít hơn so với các vùng
khác trên cả nước. chung, các xã có sự phân bố dân cư không đồng đều. Tình hình
phát triển dân số của các x liên quan đến vùng nghiên cứu được tóm tắt tại bảng sau:
Bảng 1.4. Tình hình phát triển dân số khu vực nghiên cứu
Huyện, xã
Năm 2010
Ngƣời
Mật độ (ngƣời/km
2
)
Thành phố Thái Nguyên
55035
-
Tích Lương
11468
702
Thịnh Đức
6782
403
Tân Cương

5096
343
Phúc Trìu
5373
218
Phúc Xuân
4834
285
Thịnh Đán
11253
1832
Lương Sơn
10239
1092
Thị xã Sông Công
49778
520
Huyện Phổ Yên
138115
519
Tổng
242928
-
Nguồn: [14, 15, 16]
b. Hiện trạng phát triển kinh tế
Các hộ sống trong vùng nghiên cứu thu nhập chủ yếu từ sản xuất nông
nghiệp. Trong đó từ trồng trọt chiếm 80-85%; từ chăn nuôi là 15-20%.
- Ngành nông - lâm nghiệp - thủy sản
+ Trồng trọt
Ngành trồng trọt của tất cả xã nằm trong khu vực nghiên cứu đều tập trung vào

các loại cây lúa, ngô (cây lương thực) và cây chè (cây cho sản phẩm hàng hóa chủ lực).
+ Chăn nuôi
Ngành chăn nuôi của tất cả xã vùng hạ lưu Hồ Núi Cốc vẫn còn phát triển theo
hướng tự phát, nhỏ lẻ, mặc dù điều kiện tự nhiên của vùng rất thuận lợi cho phát triển


13
chăn nuôi theo mô hình trang trại lớn tập trung như: có diện tích đồng cỏ chăn nuôi thả
lớn dưới tán rừng, đồng cỏ tự nhiên Do kĩ thuật chăn nuôi còn lạc hậu, giống gia súc
gia cầm chủ yếu là giống địa phương có tầm vóc nhỏ, tăng trưởng chậm, đặc biệt là khả
năng phòng chống dịch kém nên hiệu quả kinh tế ngành chăn nuôi chưa cao.
Bảng 1.5. Tình hình chăn nuôi của các xã năm 2010
ĐVT: con
Huyện, xã
Đàn trâu
Đàn bò
Đàn lợn
Đàn gia cầm
Thành phố Thái Nguyên
1342
954
14110
164400
Tích Lương
160
140
2150
26200
Thịnh Đức
182

112
1700
19000
Tân Cương
260
182
2270
20800
Phúc Trìu
220
170
2310
35500
Phúc Xuân
245
150
2500
29000
Thịnh Đán
140
102
1500
15000
Lương Sơn
135
98
1680
18900
Huyện Phổ Yên
13364

11685
101432
830000
Thị xã Sông Công
4853
1980
18728
323000
Tổng
19559
34178
134261
1317400
Nguồn: Số liệu do các xã cung cấp [14, 15, 16]
- Lâm nghiệp
Diện tích đất lâm nghiệp của các xã, huyện tương đối lớn. Nhiều hộ gia đình
của các xã Phúc Tân, Phúc Trìu, Phúc Xuân có thu nhập ổn định và đảm bảo cuộc
sống nhờ vào trồng và chăm sóc rừng phòng hộ cho Ban quản lý rừng phòng hộ Hồ
Núi Cốc (được thành lập từ năm 1993). Nhiều quả đồi trước năm 1990 còn trọc trơ
đất, đá hay lưa thưa cây gỗ đến nay đ được dân các xã ven hồ trồng phủ kín keo
lai, bạch đàn và các loại cây lấy gỗ khác. Hàng năm toàn vùng trồng mới hàng trăm
ha. Như vậy nhiều hộ nằm trong vùng dự án có thể chuyển từ sản xuất nông nghiệp
sang chuyên trồng và chăm sóc, bảo vệ rừng phòng hộ, rừng sản xuất mà không ảnh


14
hưởng đến thu nhập, đồng thời đảm bảo tốt cuộc sống. Diện tích rừng bị phá và khai
thác trái phép còn lớn đặc biệt từ năm 2009 trở lại đây.
Bảng 1.6. Hiện trạng lâm nghiệp năm 2010
ĐVT: ha

Huyện, xã
Tổng diện tích
rừng (ha)
Rừng tự nhiên
(ha)
Rừng trồng
(ha)
Thành phố Thái Nguyên
2596.5
1307.2
1289.3
Tích Lương
144.38
15.6
128.78
Thịnh Đức
339.41
105.9
233.51
Tân Cương
516.22
315.6
200.62
Phúc Trìu
660.57
423.1
237.47
Phúc Xuân
767
439

328
Thịnh Đán
89.64
3
86.84
Lương Sơn
79.26
5
74.26
Huyện Phổ Yên
7315.66
676.6
6639.06
Thị xã Sông Công
1762.99
-
-
Tổng số
11675.5
1983.8
9912.16
Nguồn: Số liệu do các xã cung cấp [14, 15, 16]
- Ngành tiểu thủ công nghiệp, thương mại, dịch vụ du lịch
Về phát triển tiểu thủ công nghiệp, thương mại, dịch vụ du lịch: các x lưu
vực sông Công có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển tiểu thủ công nghiệp, dịch
vụ thương mại do nằm trên tuyến đường tỉnh lộ 261. Hiện tại trên địa bàn của các
x này đều có chợ để tiêu thụ các sản phẩm nông sản. Ngành tiểu thủ công nghiệp
công nghiệp như dệt, mây tre đan, sản xuất vật liệu xây dựng và chế biến nông sản
phát triển mạnh. Mỗi xã có từ 15-20 hộ buôn bán nhỏ lẻ, 1-2 xưởng cưa xẻ, xay sát.

15
- Hiện trạng hệ thống kết cấu hạ tầng
Giao thông vận tải: Tỉnh lộ 270 và tỉnh lộ 261. Tỉnh lộ 270 chạy qua các xã
Phúc Trìu, Phúc Xuân, Tân Thái và x Hùng Sơn. Tỉnh lộ 261 chạy qua các xã Bình
Thuận, Lục Ba, Vạn Thọ. Ngoài ra trong vùng còn có hàng trăm km đường liên
thôn, liên x. Tuy nhiên đa phần các tuyến giao thông liên xã, liên thôn có chất
lượng chưa tốt.
Hệ thống cung cấp điện: Hệ thống điện lưới quốc gia đ đảm bảo cung cấp
cho các xã với 100% dân số được sử dụng điện sinh hoạt.
Hệ thống thuỷ lợi: Các công trình thuỷ lợi trong vùng dự án cơ bản đ đáp
ứng nhu cầu tưới tiêu cho trên 70% diện tích đất canh tác.
1.2.3. Hiện trạng sử dụng đất
Tổng diện tích đất của các huyện, xã là 44333.26 ha, các hoạt động kinh tế
chính của các xã trong vùng chủ yếu là hoạt động nông nghiệp, tổng diện tích đất
nông nghiệp là 21376.16 ha , đất lâm nghiệp là 11675.15 ha, các loại cây trồng
chính là lúa, ngô và cây chè.


16
Bảng 1.7. Hiện trạng sử dụng đất tại các xã, huyện khu vực nghiên cứu năm 2010
ĐVT: ha
Tên xã
Tổng diện tích
Đất Nông
nghiệp
Đất lâm
nghiệp

Đất nuôi
trồng thuỷ
sản
Đất ở
Đất chuyên
dùng(*)
Đất chƣa sử
dụng
TP Thái Nguyên
10301.81
4956.02
2596.5
136.72
391.4
2057
164.07
Tích Lương
932.46
484.29
144.38
14.37
72.83
198.71
17.88
Thịnh Đức
1708.23
926.2
339.41
17.56
41.35

347.6
36.11
Tân Cương
1,482.91
707.52
516.22
12.15
44.11
202.27
0.64
Phúc Trìu
2116.33
735.44
660.57
32.67
51.3
604.11
32.24
Phúc Xuân
1852.95
628.25
767
25.03
46.29
329.96
56.42
Thịnh Đán
616.18
287.14
89.64

8.69
62.57
150.71
17.43
Lương Sơn
1,592.75
1,187.18
79.26
26.25
72.99
223.72
3.35
Huyện Phổ Yên
25667.63
12080.56
7315.66
313.45
974.01
3071.75
303.25
Thị xã Sông Công
8363.82
4339.58
1762.99
122.54
355.35
1673.32
110.04
Tổng
44333.26

21376.16
11675,15
572.71
1720.76
6802.07
568.33
Nguồn: Số liệu do các xã cung cấp [14, 15, 16]


17
1.3. Tổng quan về chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI)
1.3.1. Tổng quan về chỉ số môi trƣờng
Chỉ số môi trường: là một tập hợp của các tham số hay chỉ thị được tích hợp
hay nhân với trọng số. Các chỉ số ở mức độ tích hợp cao hơn, nghĩa là chúng được
tính toán từ nhiều biến số hay dữ liệu để giải thích cho một hiện tượng nào đó. Chỉ
số môi trường truyền đạt các thông điệp đơn giản và rõ ràng về một vấn đề môi
trường cho người ra quyết định không phải là chuyên gia và cho công chúng [21].

Hình 1.1. Mô hình tháp dữ liệu thể hiện mối quan hệ giữa các mức độ sử
dụng dữ liệu từ chi tiết đến tổng hợp
Mục đích của chỉ số môi trường:
Theo Trung tâm quan trắc môi trường-Tổng cục môi trường chỉ số môi trường
được xây dựng để đạt một số mục đích sau đây [21]:
- Phản ánh hiện trạng và diễn biến của chất lượng môi trường, đảm bảo tính
phòng ngừa của công tác bảo vệ môi trường
- Cung cấp thông tin cho những người những người quản lý, các nhà hoạch
định chính sách cân nhắc về các vấn đề môi trường và phát triển kinh tế x hội để
đảm bảo phát triển bền vững
- Thu gọn, đơn giản hóa thông tin để dễ dàng quản lý, sử dụng và tạo ra tính
hiệu quả của thông tin.

18
- Thông tin cho cộng đồng về chất lượng môi trường, nâng cao nhận thức
bảo vệ môi trường cho cộng đồng.
1.3.2. Lịch sử phát triển của phƣơng pháp chỉ số CLN
WQI (Water Quality Index) được xuất hiện đầu tiên ở Mỹ vào thập niên 70
và hiện đang được áp dụng rộng rãi ở nhiều bang. Hiện nay, WQI được triển khai
nghiên cứu và sử dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia như Ấn Độ, Canada, Chilê, Anh,
Đài Loan, Úc, Malaysia… Một trong những bộ chỉ số nỗi tiếng, được áp dụng rộng
rãi trên thế giới là bộ WQI-NSF của Quỹ vệ sinh Quốc gia Mỹ NSF (National
Sanitation Foundation - Water Quality Index). Tại Việt Nam đ có nhiều nghiên
cứu và đề xuất và áp dụng về bộ chỉ số chất lượng nước như các WQI-2 và WQI-4
được sử dụng để đánh giá số liệu chất lượng nước trên sông Sài Gòn tại Phú Cường,
Bình Phước và Phú An trong thời gian từ 2003 đến 2007 [24].
Từ những năm 70 đến nay, trên thế giới đ có hàng trăm công trình nghiên
cứu phát triển và áp dụng mô hình WQI cho quốc gia hay địa phương mình theo
một trong 3 hướng sau:
- Áp dụng mô hình WQI có sẵn vào quốc gia/địa phương mình.
- Áp dụng có cải tiến một mô hình WQI có sẵn vào quốc gia/địa phương mình.
- Nghiên cứu phát triển một mô hình WQI mới cho quốc gia/địa phương
mình. Trong đó hướng hai hướng đầu tiên phù hợp cho việc áp dụng ở các nước
đang phát triển vì ít tốn kém về nhân lực, thời gian và tài chính.
Ở Việt Nam, phương pháp này đ được các nhà khoa học nghiên cứu và áp
dụng cho một vài lưu vực sông.
Hiện nay, do tăng nhanh tốc độ phát triển kinh tế xã hội, tốc độ đô thị hóa,
công nghiệp hóa ở một số tỉnh, thành phố trên lưu vực sông chính trên cả nước đều
khá nhanh, do đó lượng chất thải phát sinh ngày càng nhiều và ảnh hưởng ngày
càng nghiêm trọng đến CLN của các dòng sông. Do đó, cần có những đánh giá phân
vùng CLN cập nhật kịp thời theo không gian và thời gian để phục vụ cho việc quy

hoạch, quản lý nhằm bảo vệ môi trường nước cho các lưu vực.



19
- Quy trình xây dựng WQI
Phương pháp xây dựng WQI
Quá trình xây dựng WQI có thể được mô tả theo sơ đồ [43]:









Hình 1.2. Sơ đồ các giai đoạn xây dựng chỉ số chất lượng nước
Các giai đoạn có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau như:
-
Dựa vào ý kiến chủ quan của tác giả;
-
Tập hợp ý kiến theo phương pháp Delphi, tức là sử dụng các bảng câu hỏi
điều tra, rồi tập hợp kết quả.
-
Sử dụng các kỹ thuật thống kê.
Phần trọng lượng đóng góp (w
i
) của các thông số quyết định được biểu diễn
dưới dạng số thập phân. Mỗi thông số có mức đóng góp lớn, nhỏ vào WQI khác

nhau và tổng trọng lượng đóng góp của các thông số bằng 1 (
1

i
w
). Tuy nhiên,
cũng có một số loại WQI không tính đến phần trọng lượng đóng góp.
Để chuyển giá trị đo của các thông số quyết định (x
i
) thành các chỉ số phụ
(q
i
), chủ yếu theo hai cách:
-
Sử dụng các hàm đồ thị còn gọi là hàm ẩn.
-
Sử dụng các hàm tuyến tính hoặc phi tuyến tính.
Các công thức tính WQI có nhiều dạng khác nhau, có thể tính và không tính đến phần
trọng lượng đóng góp, có thể là dạng tổng hoặc dạng tích hoặc dạng Solway (xem bảng 1.8).

Giai đoạn 1: Lựa chọn các thông số
CLN, xác định trọng số của từng
thông số
Giai đoạn 2: Xây dựng đồ thị xác
định chỉ số phụ của từng thông số
Giai đoạn 3: Tính toán WQI và ứng
dụng để đánh giá chất lượng nước
Ý kiến của chuyên gia
Ý kiến của chuyên gia
Số liệu đo đạc

20
Bảng 1.8. Các công thức tập hợp tính WQI

Dạng tổng
Dạng tích
Dạng Solway
Không tính
phần trọng
lượng đóng
góp

n
i
q
n
1
1

UA-WQI
n
N
i
q
1
1











UM-WQI







n
i
q
n
1
1
100
1

US-WQI
Có tính phần
trọng lượng
đóng góp

n

i
ii
wq

WA-WQI

n
i
w
i
i
q

WM-WQI
2
1
100
1







n
ii
wq

WS-WQI

Nguồn: [43, 35, 10, 13]
Hầu hết các mô hình chỉ số chất lượng nước hiện nay đều được xây dựng
thông qua quy trình 4 bước như sau:
Bước 1: Lựa chọn thông số
Việc lựa chọn thông số có thể dùng phương pháp Delphi hoặc phân tích nhân
tố quan trọng. Các thông số nên được lựa chọn theo 5 chỉ thị sau:
- Hàm lượng Oxy: DO
- Phú dưỡng: NH
4
+
-N, NO
3
-
-N, Tổng N, PO
4
3-
-P, Tổng P, BOD
5
, COD, TOC
- Các khía cạnh sức khỏe: tổng Coliform, Fecal Coliform, dư lượng thuốc
bảo vệ thực vật, các kim loại nặng
- Đặc tính vật lý: Nhiệt độ, pH, màu sắc
- Chất rắn lơ lửng: Độ đục, TSS
Bước 2: Chuyển đổi các thông số về cùng một thang đo (tính toán chỉ số phụ)
Các thông số thường có đơn vị khác nhau và có các khoảng giá trị khác nhau,
vì vậy để tập hợp được các thông số vào WQI ta phải chuyển các thông số về cùng
một thang đo. Bước này sẽ tạo ra một chỉ số phụ cho mỗi thông số. Chỉ số phụ có
thể được tạo ra bằng tỉ số giữa giá trị thông số và giá trị trong quy chuẩn.
Bước 3: Trọng số
Trọng số có thể xác định bằng phương pháp Delphi, phương pháp đánh giá

tầm quan trọng dựa vào mục đích sử dụng, tầm quan trọng của các thông số đối với


21
đời sống thủy sinh, tính toán trọng số dựa trên các tiêu chuẩn hiện hành, dựa trên
đặc điểm của nguồn thải vào lưu vực, bằng các phương pháp thống kê…
Bước 4: Tính toán chỉ số WQI cuối cùng
Các phương pháp thường được sử dụng để tính toán WQI cuối cùng từ các
chỉ số phụ: trung bình cộng, trung bình nhân hoặc giá trị lớn nhất.
Bảng 1.9. Tính toán WQI cuối cùng [39, 40]
STT
Phƣơng pháp
Công thức
Nghiên cứu sử dụng
1
Trung bình cộng
không trọng số

Prati et al., 1971; Sargaonkar
and Deshpande, 2003; Frumin et
al., 1997
2
Trung bình cộng có
trọng số

Brown et al., 1970, Prati et al.,
1971
3
Trung bình nhân
không trọng số

Bhargava, 1983
4
Trung bình nhân có
trọng số

Brown et al, 1972 Couillard and
Lefebvre, 1985
5
Tổng không trọng số
dạng Solway

Wepener et al., 2006
6
Tổng có trọng số dạng
Solway

Tyson and House, 1989; Gray,
1996; Bordalo, 2006
7
Trung bình bình
phương điều hòa
không trọng số

Dojlido et al., 1994; Cude, 2001
8
Giá trị nhỏ nhất
I = Min(q1,q2, qn)
Smith, 1990
9

Giá trị lớn nhất
I = Max(q1,q2,…qn)
Couillard and Lefebvre, 1985
Nguồn: Trích dẫn bởi Phạm Thị Minh Hạnh trong luận án tiến sĩ
“Development of Water Quality Indices for Surface Water Quality Evaluation in
Vietnam”, [40].


22
1.4. Ƣớc tính thải lƣợng ô nhiễm
Các nguồn ô nhiễm tác động lên chất lượng nước lưu vực sông Công đoạn từ
hạ lưu hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưu sông Cầu được chia làm 2 dạng: Nguồn điểm
và nguồn diện.
Nguồn điểm gồm các nhà máy, khu mỏ, trang trại, bệnh viện, các hộ gia
đình, bi rác
Nguồn diện bao gồm rừng, vùng đất nông nghiệp, vùng đô thị, hoạt động
chăn nuôi (xem bảng 1.10).
Bảng 1.10. Các loại nguồn ô nhiễm trên lưu vực sông Công
Loại
Ngành
Phân loại nguồn ô nhiễm

Nguồn điểm
Sinh hoạt
Sinh hoạt
Các cơ sở
Nhà máy
Trang trại
Bệnh viện
Bãi rác

Làng nghề
Nguồn diện
Chăn nuôi
Gia súc
Lợn
Vùng đô thị
Vùng đô thị
Vùng nông nghiệp
Vùng nông nghiệp
Rừng
Rừng
Thải lượng ô nhiễm tại nguồn:
Khi tính toán thải lượng ô nhiễm, dựa trên hệ số phát thải của mỗi nguồn
thải. Các bước tính toán dự báo thải lượng ô nhiễm như sau:
- Căn cứ quy hoạch phát triển của tỉnh, của các huyện xác định các nguồn
thải trên toàn lưu vực trong tương lai theo từng giai đoạn phát triển.
- Tính thải lượng từng loại nguồn thải trong một đơn vị thời gian.
Theo đó lượng thải của một đối tượng phát thải được tính bằng công thức:
Q
pt
=V x F


23
Trong đó:
- Q là thải lượng ô nhiễm tại nguồn (tính bằng kg, gam chất thải)
- V đơn vị của nguồn phát thải (số dân, vật nuôi hoặc diện tích khu đô thị )
- F là hệ số phát thải trên mỗi đơn vị nguồn phát thải trong một đơn vị thời
gian (gam hoặc kg trên mỗi đơn vị nguồn phát thải trong một khoảng thời gian là
ngày hoặc năm ) Hệ số phát thải được tra cứu tại Assessment of Sources of Air,

water and land Polution – WHO 1993.
Thải lượng ô nhiễm
Trong kế hoạch Quản lý môi trường nước, Thải lượng ô nhiễm phải được
hiểu là thải lượng ô nhiễm ra sông và được tính bằng thải lượng ô nhiễm tại nguồn
nhân với hệ số chảy tràn.
Tính toán thải lượng xâm nhập môi trường nước sông Công bằng cách sử
dụng “hệ số chảy tràn” (run-off Coeficient) đối với từng loại nguồn thải.
Q
ct
=Q
pt
x R
Trong đó:
- Q
ct
: Thải lượng ô nhiễm
- Q
pt
: Thải lượng ô nhiễm tại nguồn
- R: Hệ số chảy tràn [3]