Một số hoạt động canh tác nông nghiệp trong lưu vực

1
MỞ ĐẦU
Tài nguyên nước, nói chung và tài nguyên nước mặt, nói riêng là một trong
những yếu tố quyết định sự phát triển kinh tế xã hội của một vùng lãnh thổ hay một
quốc gia. Sự gia tăng dân số, quá trình công nghiệp hoá và đô thị hoá diễn ra mạnh mẽ
làm tăng nhu cầu sử dụng nước trong khi nguồn tài nguyên nước không thay đổi.
Chính vì vậy dẫn đến việc tài nguyên nước bị suy giảm nghiêm trọng cả về chất và
lượng. Nướ
c thải công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt không những gây ô nhiễm
nguồn nước mặt mà chúng còn gây ô nhiễm các tầng nước dưới đất [13], gây ảnh
hưởng tới sức khoẻ con người và đồng thời ảnh hưởng tới chu trình sinh-địa-hoá trong
các hệ thống sông.
Lưu vực sông Đáy- Nhuệ nằm ở hữu ngạn sông Hồng với diện tích tự nhiên là
7949 km
2
chảy qua các tỉnh và thành phố Hòa Bình, Hà Nội, Hà Nam, Nam Định và
Ninh Bình. Đây là vùng lãnh thổ có điều kiện tự nhiên, môi trường phong phú đa dạng,
có vị trí địa lý đặc biệt quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội của vùng
Đồng bằng sông Hồng trong đó có Thủ đô Hà Nội. Do lưu vực sông Nhuệ - Đáy có
nhiều phụ lưu lớn chảy qua các thành phố, thị xã, thị trấn, tụ điểm dân cư
, khu công
nghiệp, khu chế xuất, dịch vụ, làng nghề, nên đã nảy sinh hàng loạt các vấn đề môi
trường bức xúc như lũ lụt, úng ngập, thoái hóa đất, ô nhiễm môi trường đất, nước,
không khí, Lưu vực sông Nhuệ - Đáy hiện nay đang chịu tác động mạnh mẽ của các
hoạt động kinh tế, xã hội, nhất là của các khu công nghiệp, làng nghề, khu khai thác và
chế biến. Sự ra đời và hoạt động củ
a hàng loạt các khu công nghiệp thuộc các tỉnh,
thành phố, các hoạt động tiểu thủ công nghiệp trong các làng nghề, cùng với các hoạt
động khai thác, chế biến khoáng sản, canh tác trên hành lang thoát lũ, chất thải bệnh
viện, trường học, đã làm cho môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng của

lưu vực sông Nhuệ - Đáy bị biến đổi [60]. Trong khi đó, nguồn nước từ hệ thống sông
này vẫn đang được sử dụng
để cung cấp ngược lại cho các hoạt động sản xuất công -
nông nghiệp, và đặc biệt là được sử dụng như nguồn nước sinh hoạt ở một số khu vực
(thị xã Phủ Lý, Hà Nam). Vì vậy yêu cầu cấp thiết đặt ra là đánh giá hiện trạng chất
lượng nước sông để làm cơ sở dữ liệu cho việc bảo vệ, xử lý và quản lý nguồn nước và
nhằm đả
m bảo cung cấp nguồn nước sạch phục vụ cho dân sinh.
Tháng 12 năm 2005, Chủ tịch Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã kí
thoả thuận hợp tác khoa học với Cơ quan nghiên cứu khoa học Pháp và Đại sứ quán
Pháp tại Việt Nam về việc quan trắc và khảo sát môi trường nước lưu vực sông Đáy.
Theo đó, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST) hợp tác với Cơ quan nghiên
cứu quốc gia Pháp (ANR) trong lĩnh vự
c quan trắc và khảo sát môi trường lưu vực
sông Đáy với các nội dung chính sau:
- Kết hợp với các nhà khoa học Pháp trong công tác quan trắc và điều tra môi
trường nước sông Đáy.
- Gửi cán bộ Việt Nam đi trao đổi và học tập nghiên cứu tại nước Cộng hoà Pháp.

2
- Tổ chức hội thảo, hội nghị khoa học về lĩnh vực điều tra môi trường nước và về
các kết quả thu được. Qua dự án này phía Pháp giúp đào tạo ngắn hạn các cán bộ
nghiên cứu của Việt Nam và thông qua các buổi hội nghị, hội thảo nhiều cán bộ
nghiên cứu trẻ được tiếp xúc trao đổi kinh nghiệm với các nhà khoa học hàng đầu của
Pháp.
Mục tiêu của Nhiệ
m vụ:
+ Có được cơ sở dữ liệu và thực hiện mô hình hoá chuyển tải các chất dinh
dưỡng trong môi trường nước sông Đáy thông qua việc nghiên cứu chất lượng nước hệ
thống sông Đáy, lấy trọng điểm là nghiên cứu mức độ ô nhiễm dinh dưỡng.

+ Tăng cường tiềm lực cán bộ thông qua dự án hợp tác với Cộng hoà Pháp
Đây là mục tiêu và nhiệm vụ thuộc dự án tổng thể về nghiên cứu xác định ảnh
hưởng của chất thải đô thị và nông nghiệp đến quá trình phú dưỡng trong vùng lưu vực
đồng bằng sông Hồng theo ký kết hợp tác giữa Viện Khoa học và Công nghệ Việt
Nam và Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp.
Nội dung nghiên cứu của Nhiệm vụ:
Nội dung I:
1. Khảo sát, thu mẫu và phân tích định kỳ hàng tháng: lấy mẫu và phân tích
hàng tháng trong thời gian 2007-2008 tại ba điểm trên hệ sông Đáy-Nhuệ (Khe Tang,
Cầu Quế và Cầu Đọ, xem ảnh phụ lục), để đánh giá chất lượng nước.
2. Khảo sát và thu mẫu định kỳ dọc sông: lấy mẫu và phân tích tiến hành khảo
sát dọc sông Đáy (4 lần/năm trong hai năm 2007-2008) tại 6 điểm để đánh giá chất
lượng nước.
3. Vận hành các trạm quan trắc tự động trên sông Nhuệ và sông Đ
áy, sử dụng
thiết bị đo và lấy mẫu tự động ISCO 7200 và Hydrolab Sonde 4A– Các chỉ tiêu ghi đo
tự động ở các trạm như pH, DO, độ dẫn điện, độ đục, độ muối và nhiệt độ.
4. Khảo sát, lấy mẫu và phân tích mẫu nước thải về mặt dinh dưỡng tại 44
nguồn thải nông nghiệp và 20 nguồn thải công nghiệp thuộc lưu vực sông Đáy.
Nội dung II:
1. Xác định diễn biến dinh dưỡng trong môi trường nước sông Đáy dựa vào các
kết quả phân tích của nội dung I.
2. Đánh giá ảnh hưởng của chất lượng nước sông Nhuệ tới sông Đáy nhằm xác
lập nguyên nhân của hiện trạng ô nhiễm.
Nội dung III:
Xây dựng cơ sở dữ liệu cho môi trường nước lưu vực sông Đáy.
Nội dung IV:
Ứng dụng mô hình toán học mô phỏng chất lượng nướ
c sông Đáy.
Các kết quả thu được sẽ góp phần vào việc đánh giá chất lượng môi trường

nước hệ thống sông Đáy - Nhuệ và làm cơ sở dữ liệu cho việc xử lý nguồn ô nhiễm,
bảo vệ và quản lý nguồn nước có hiệu quả ở Việt Nam.


3
PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LƯU VỰC SÔNG ĐÁY
1.1 Điều kiện tự nhiên
1.1.1 Vị trí địa lý
Việt Nam có mạng lưới sông ngòi dày đặc, trong đó có 13 hệ thống sông lớn có
diện tích lưu vực trên 10.000km
2
. Trong số 13 hệ thống sông lớn này, có 9 hệ thống
sông bao gồm Hồng (72.700 km
2
), Thái Bình (15.180 km
2
); Mêkông (70.520 km
2
),
Đồng Nai (36.261 km
2
), Cả-La (21.230 km
2
), Mã - Chu (17.600 km
2
), Ba (13.800
km
2
), Kỳ Cùng - Bằng Giang (11.200 km
2

) và Thu Bồn (10.350 km
2
) có tổng diện tích
lưu vực chiếm tới gần 93% tổng diện tích lưu vực sông toàn quốc và xấp xỉ 80% diện
tích quốc gia [61].



















Hình 1.1
: Bản đồ lưu vực sông Đáy-Nhuệ [90].


4
Lưu vực sông Đáy-Nhuệ có vị trí địa lý đặc biệt, đa dạng và phong phú về tài

nguyên. Lưu vực sông Đáy-Nhuệ nằm ở hữu ngạn sông Hồng, thuộc phần Tây Nam
của vùng đồng bằng Bắc Bộ, với diện tích tự nhiên 7.949 km
2
(chiếm khoảng 2% diện
tích tự nhiên của Việt Nam) (Hình 1.1).
Lưu vực sông Đáy-Nhuệ có tọa độ địa lý từ 20
0
00’ - 21
0
20' vĩ độ Bắc và
105
0
00’ - 106
0
30' kinh độ Đông, được tính từ vùng núi cao Ba Vì- Hà Tây và vùng núi
cao Hoà Bình kéo dài xuống đồng bằng hướng về phía Đông Nam, tới đường bờ biển
của tỉnh Nam Định, Ninh Bình. Lưu vực có dạng dài, hình nan quạt, bao gồm tỉnh 6
tỉnh Hà Tây (cũ), Hà Nam, Ninh Bình, Nam Định, Hoà Bình và thành phố Hà Nội
[13].
Tỉnh Hòa Bình: gồm huyện Lương Sơn, Kim Bôi, huyện Lạc Thủy và huyện
Yên Thủy. Thành phố Hà Nội: gồm huyện Từ Liêm, huy
ện Thanh Trì và khu vực nội
thành bên hữu ngạn sông Hồng. Tỉnh Hà Tây(cũ): toàn bộ tỉnh Hà Tây gồm thị xã Hà
Đông và Sơn Tây, huyện Thạch Thất, huyện Quốc Oai, huyện Phúc Thọ, huyện Đan
Phượng, huyện Hoài Đức, huyện Thường Tín, huyện Phú Xuyên, huyện Thanh Oai,
huyện Ứng Hòa, huyện Chương Mỹ và huyện Mỹ Đức.

Hình 1.2
. Các trạm khí tượng trong vùng lưu vực sông Đáy và đồng bằng sông
Hồng [Cục Bảo vệ Môi trường, 2006].
Tỉnh Hà Nam: toàn bộ tỉnh Hà Nam gồm thị xã Phủ Lý, huyện Duy Tiên,
huyện Lý Nhân, huyện Kim Bảng, huyện Bình Lục và huyện Thanh Liêm.
Tỉnh Nam Định: gồm thành phố Nam Định, huyện Nam Trực, huyện Vụ Bản,
huyện Trực Ninh, huyện Nghĩa Hưng và huyện Ý Yên.
Tỉnh Ninh Bình: gồm thị xã Ninh Bình, th
ị xã Tam Điệp, huyện Gia Viễn,
huyện Nho Quan, huyện Hoa Lư, huyện Yên Khánh, huyện Yên Mô và huyện Kim
Sơn.

5
Lưu vực được giới hạn như sau: Phía Bắc và phía Đông được bao bởi đê sông
Hồng kể từ ngã ba Trung Hà tới cửa Ba Lạt với chiều dài khoảng 242km. Phía Tây
Bắc giáp với sông Đà từ Ngòi Lát tới Trung Hà với chiều dài khoảng 33km. Phía Tây
và Tây Nam là đường phân lưu giữa lưu vực sông Hồng và lưu vực sông Mã bởi dãy
núi Ba Vì, Cúc Phương - Tam Điệp, kết thúc tại núi Mai An Tiêm (nơi sông Tống gặp
sông Cầu Hội) và ti
ếp theo là sông Càn dài 10km rồi đổ ra biển tại cửa Càn. Phía Đông
và Đông Nam là biển Đông có chiều dài khoảng 95km từ cửa Ba Lạt tới Cửa Càn [86].

1.1.2. Đặc điểm thuỷ văn hệ thống sông Đáy-Nhuệ
Mạng lưới thủy văn trong lưu vực sông Đáy-Nhuệ
Mạng lưới sông ngòi trong lưu vực nghiên cứu tương đối phát triển, mật độ lưới
sông đạt 0,7 - 1,2 km/km
2
. Tổng lượng nước hàng năm của các sông suối trong lưu
vực sông Đáy khoảng 28,8 tỷ m
3
, trong đó lượng nước sông Đào Nam Định khoảng
25,7 tỷ m
3
(chiếm 89,5%), sông Hoàng Long ở Hưng Thi chỉ có 0,68 tỷ m
3
(chiếm
2,4%), sông Tích và sông Đáy ở Ba Thá khoảng 1, 35 tỷ m
3
(chiếm 4,7%) [86].
Đặc trưng hình thái của các sông suối lưu vực sông Đáy - Nhuệ được trình bày
trong bảng sau:
Bảng 1.1
Đặc trưng hình thái sông suối lưu vực sông Đáy - Nhuệ [24]
STT Sông Nguồn nước
Diện tích
lưu vực
(km
2
)
Cửa sông
Chiều dài
sông (km)

1 Tích Núi Tản Viên 1330 Ba Thá 91
2 Thanh Hà Vùng núi Kim Bôi 271 40
3
Hoàng
Long
Vùng núi phía Nam thị xã
Hoà Bình
1550 Gián Khẩu 125
4 Nhuệ Sông Hồng cống Liên Mạc 1070 Phủ Lý 80
5 Châu Sông Hồng (Hưng Yên) 368 Phủ Lý 27
6 Đào Sông Hồng (Phù Long) 185 Độc Bộ 32
Sông Đáy: Sông Đáy nguyên là một phân lưu lớn đầu tiên của sông Hồng, bắt
đầu từ cửa Hát Môn chảy theo hướng Đông Bắc - Tây Nam. Nhưng đến năm 1937, sau
khi xây dựng xong đập Đáy thì nước sông Hồng không thường xuyên đổ vào sông Đáy
qua cửa đập Đáy trừ những năm phân lũ. Hiện nay, phần đầu nguồn sông Đáy (từ km 0
đến Ba Thá dài 71 km) coi như đoạn sông chết và sông Đáy trở thành con sông tiêu
nước, làm nhi
ệm vụ phân lũ khi có lũ lớn trên sông Hồng. Lượng nước để nuôi sông
Đáy chủ yếu là do các sông nhánh, quan trọng nhất là sông Tích, sông Bôi, sông Đào,
sông Nhuệ [60].

6
Sông Nhuệ: dài khoảng 74 km (diện tích lưu vực khoảng 1070km
2
) lấy nước từ
sông Hồng qua cống Liên Mạc (Từ Liêm, Hà Nội) với lưu lượng nước khoảng 30m
3
/s.
Sông Nhuệ cung cấp nước cho hệ thống thủy nông Đan Hoài. Sông Nhuệ còn đóng vai
trò tiêu nước cho thành phố Hà Nội và thị xã Hà Đông rồi đổ vào sông Đáy tại thị xã

Phủ Lý, tỉnh Hà Nam. Sông đô thị Tô lịch thường xuyên đổ nước vào sông Nhụê với
lưu lượng nước trung bình từ 11 -17m
3
/s, lưu lượng cực đại đạt 30 m
3
/s.
Nước sông Nhuệ bị ô nhiễm do nhận nước thải của thành phố Hà Nội. Đã xuất
hiện nhiều sự cố về môi trường trên sông Nhuệ như cá chết hàng loạt do xả nước thải
thành phố vào mùa cạn với lưu lượng lớn.
Chế độ thủy văn
Chế độ thuỷ văn của sông Đáy rất phức tạp, chịu ảnh hưởng đồ
ng thời của
nhiều yếu tố như: chế độ mưa, chế độ nhiệt, chế độ thuỷ triều vịnh Bắc Bộ, hệ thống
kênh tưới - tiêu và đặc biệt là chế độ thuỷ văn của sông Hồng (chủ yếu thông qua sông
Đào nhận nước sông Hồng tại Nam Định và sông Nhuệ nhận nước sông Hồng qua
cống Liên Mạc, Hà Nội). Trong lưu vực có 8 trạm đ
o thủy văn và hầu hết các trạm đo
mực nước sông (Hình 1.3). Các kết quả đo đạc và tính toán dài năm tại các trạm thủy
văn trên hệ thống sông Đáy cho thấy:
Nhìn chung, khoảng 85% lượng nước của hệ thống sông Đáy-Nhuệ được cung
cấp bởi sông Hồng, chỉ có khoảng 15% là do các dòng chảy trong lưu vực. Tổng lượng
nước hàng năm của các sông suối trong lưu vực sông Đáy - Nhuệ
khoảng 28,8 tỷ m
3
,
trong đó lượng nước sông Đào (Nam Định) khoảng 25,7 tỷ m
3
(chiếm 89,5%), sông
Hoàng Long ở Hưng Thi chỉ có 0,68 tỷ m
3

(chiếm 2,4%), sông Tích và sông Đáy ở Ba
Thá khoảng 1,35 tỷ m
3
(chiếm 4,7%).

7
















Hình 1. 3
: Các trạm thủy văn trong vùng đồng bằng sông Hồng và trong lưu vực sông Đáy- Nhuệ
[Cục Bảo vệ Môi trường, 2006].


8

Hình 1. 4
: Mực nước trung bình tháng tại một số trạm trên lưu vực sông Đáy giai
đoạn 1960-1997: Các trạm thuỷ văn Ba Thá, Bến Đục, Phủ Lý, Ninh Bình đo mực
nước trên sông Đáy; trạm Gián Khẩu trên sông Hoàng Long và trạm Nam Định trên
sông Đào [90].
1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội
Tài nguyên nước nói chung và tài nguyên nước mặt nói riêng là một trong
những yếu tố quyết định sự phát triển kinh tế - xã hội của một vùng lãnh th
ổ hay
một quốc gia. Sự gia tăng dân số, quá trình công nghiệp hoá và đô thị hoá diễn ra
mạnh mẽ làm tăng nhu cầu sử dụng nước trong khi nguồn tài nguyên nước không
thay đổi. Chính vì vậy dẫn đến việc tài nguyên nước bị suy giảm nghiêm trọng cả
về chất và lượng. Nước thải công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt không những gây
ô nhiễm nguồn nước mặt mà chúng còn gây ô nhiễm các tầng nước dưới đất [13],
gây ảnh hưởng tới sức khoẻ con người và đồng thời ảnh hưởng tới chu trình sinh-
địa-hoá trong các hệ thống sông.
Lưu vực sông Đáy-Nhuệ có phạm vi không gian rộng, quá trình phát triển
kinh tế với nhiều ngành nghề đa dạng thuộc hầu hết các lĩnh vực sản xuất. Các hoạt
động kinh tế xã hội đã và đang ngày càng trở thành tác nhân chủ yếu gây ra các vấn
đề về môi trường. Lưu vực sông
Đáy- Nhuệ nằm trong vùng kinh tế trọng điểm của
vùng đồng bằng Bắc bộ, đây cũng là khu vực tiềm ẩn những nguy cơ gây ô nhiễm

môi trường lớn nhất vùng đồng bằng sông Hồng bởi nhiều nguyên nhân. Dưới đây
trình bày một số yếu tố kinh tế - xã hội trong lưu vực, ảnh hưởng tới chất lượng môi
trường trong lưu vực.
0
50
100
150
200
250
300
350
123456789101112
cm
Ba Th¸ BÕn §ôc
Phñ Lý Gi¸n KhÈu
Nam §Þnh Ninh B×nh

9
1.2.1 Gia tăng dân số và phát triển đô thị
Lưu vực sông Đáy - Nhuệ là khu vực có dân cư, kinh tế - xã hội phát triển
liên tục từ rất lâu đời và hiện nay vẫn là vùng kinh tế - xã hội phát triển nhất đồng
bằng sông Hồng. Lưu vực có số dân tổng cộng ước tính đến năm 2005 khoảng 8.7
triệu người người trong đó dân số đô thị chiếm khoảng 25%. Tốc độ phát tri
ển của
dân số thành thị đã tác động mạnh tới môi trường dân cư - đô thị của vùng cũng như
tính bền vững của môi trường.
Đô thị hoá và thực trạng phát triển đô thị
Quá trình đô thị hoá diễn biến liên quan mật thiết đến môi trường đô thị,
lượng chất thải, tệ nạn xã hội, Trong vùng đã hình thành một mạng lưới đô thị, vớ
i

Hà Nội là thủ đô, thành phố Nam Định là đô thị loại 2, các thị xã tỉnh lị và thị xã
công nghiệp. Diễn biến dân số thành thị của vùng nghiên cứu chịu sự tác động
nhiều của các yếu tố điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội, các chính sách kinh tế của
Trung ương và địa phương Với sự biến động dân số này, mức tăng dân số thành thị
bình quân /năm giai đ
oạn 1996 - 2006 là khoảng 4%.
1.2.2 Phát triển sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp trong lưu vực
Theo báo cáo Môi trường quốc gia năm 2006 [14] thống kê đến năm 2004,
trong lưu vực sông Đáy có khoảng 4113 cơ sở sản xuất lớn, được phân bố không
đều tại 6 tỉnh trong lưu vực. Các khu công nghiệp chính liên quan đến môi trường
nước sông là các khu công nghiệp có nguồn thải nguy hiểm như khu công nghiệp
Thượng Đình (Hà Nội), Vĩ
nh Tuy (Hà Nội), Cầu Diễn (Hà Nội), Cầu Bươu (Thanh
Trì), Văn Điển (Thanh Trì), Phú Xuyên, Thường Tín, thị xã Hà Đông (Hà Tây
cũ),
Các làng nghề với những sản phẩm truyền thống mang tính chất hàng hóa
cao và ngày càng tinh xảo đang được hồi phục, phát triển [74]. Tuy nhiên, phần lớn
công nghệ và kỹ thuật áp dụng cho sản xuất nghề ở nông thôn lạc hậu, trình độ cơ
khí hóa còn thấp, thiết bị phần lớ
n đã cũ, không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, an toàn
và vệ sinh môi trường. Các làng nghề chủ yếu tập trung sản xuất hàng hoá mà thiếu
đầu tư công nghệ, giải pháp thích hợp để xử lý chất thải.
1.2.3. Hiện trạng sử dụng đất và phát triển nông nghiệp trong lưu vực
Trong lưu vực sông Đáy - Nhuệ, theo thống kê, diện tích đất nông nghiệp
chiếm phần lớn (49,5%). Đất rừng và đất tr
ồng cây công nghiệp chiếm 19,1% và
13,8%. Đất đô thị chỉ chiếm phần nhỏ, khoảng 4,9% (Hình 1.5).

10
Trong những năm gần đây, do quá trình đô thị hoá diễn ra mạnh mẽ, diện

tích đất nông nghiệp trong lưu vực đã dần bị thay thế bởi diện tích đô thị hoặc các
khu công nghiệp mới.
Nông nghiệp vẫn là ngành sản xuất chính có đóng góp lớn vào kinh tế lưu
vực sông Đáy. Trong những năm qua sản xuất nông nghiệp tăng trưởng khá ổn
định. Trong nội bộ ngành nông nghiệp tỷ
trọng ngành trồng trọt giảm dần trong khi
ngành chăn nuôi tăng dần trong giai đoạn từ năm 2000 đến năm 2005 [74].
49.5
12.7
13.8
4.9
19.1
N«ng nghiÖp
Rõng
C©y c«ng nghiÖp
§« thÞ
Kh¸c

Hình 1.5
: Diện tích đất phân bố trong lưu vực sông Đáy -Nhuệ (tính theo %) [60]
Trong toàn bộ lưu vực, số dân tham gia hoạt động sản xuất nông nghiệp
chiếm khoảng 60-70% tổng dân số thuộc lưu vực. Hệ thống kênh tưới, tiêu dày đặc
trong lưu vực đã và đang phục vụ đắc lực cho các hoạt động sản xuất nông nghiệp
trong vùng. Song song với việc phát triển kinh tế, các hoạt động canh tác phát tri
ển
mạnh cũng gây những ảnh hưởng đáng kể cho môi trường nước sông Đáy.
Các hoạt động chăn nuôi và nuôi trồng thuỷ sản: Bên cạnh trồng trọt canh tác thì
chăn nuôi và nuôi trồng thuỷ sản đang được khuyến khích đầu tư phát triển trong
lưu vực. Trong nội bộ ngành nông nghiệp, tỷ trọng ngành trồng trọt giảm dần trong
khi ngành chăn nuôi tăng dần trong giai đoạn từ n

ăm 2000 đến năm 2005.

Hình 1. 6
: Một số hoạt động canh tác nông nghiệp trong lưu vực

11
Số lượng gia súc, gia cầm chăn nuôi tại các tỉnh thuộc lưu vực được trình bày trong
bảng 1.2 [80].

Bảng 1.2
Số lượng gia súc, gia cầm thuộc 6 tỉnh trong lưu vực
năm 2005 (đơn vị: 1000 con)
Hà Nội Hà Tây Hà Nam Nam Định Ninh Bình Hòa Bình
Trâu - Bò 59,0 163,1 45,6 48,1 48,1 189,3
Lợn 372,1 1320,2 369,8 775,0 370,1 410,3
Gia cầm 3391 10766 3412 5399 3036 3483

12
PHẦN II: HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC SÔNG ĐÁY- NHUỆ
2.1. Các phương pháp nghiên cứu
2.1.1. Lấy mẫu và đo đạc tại hiện trường
Vị trí và thời gian thu mẫu
Các mẫu nước được lấy trong thời gian từ tháng 1 năm 2007 đến tháng 12
năm 2008. Cụ thể như sau:
- Lấy mẫu hàng tháng tại 3 điểm: Tiến hành lấy mẫu hàng tháng (mỗi tháng
lấy mẫu một lần) tạ
i 3 điểm Cầu Quế, Cầu Đọ trên sông Đáy và tại điểm Khê Tang
trên sông Nhuệ.
- Lấy mẫu dọc sông theo đợt tại 6 điểm: Tiến hành lấy mẫu dọc sông vào các
tháng 6, 8 và tháng 11 năm 2007. Các điểm được quan tâm bao gồm: Đập Phùng,
Cầu Mai Lĩnh, Cầu Tế Tiêu, Cầu Quế, Cầu Đọ (Hình 2.1, Hình 2.2 và Bảng 2.1)
Vị trí lấy mẫu trên sông Đáy:

- Đập Phùng: xã Hiệp Thuận, huyện Phúc Thọ, tỉnh Hà Tây, điểm lấy mẫu đại diện
cho chất lượng nước sông Đáy ở thượng nguồn.
- Cầu Mai Lĩnh: Cầu Mai Lĩnh, xã Đồng Mai, huyện Thanh Oai, tỉnh Hà Tây, điểm
lấy mẫu đánh giá chất lượng nước sông Đáy trước khi nhận nước sông Thanh Hà.
- Cầu Tế Tiêu: Cầu Tế Tiêu, thị trấn Tế Tiêu, huyện Mỹ
Đức, tỉnh Hà Tây, điểm lấy
mẫu đánh giá chất lượng nước sông Đáy vùng trung lưu.
- Cầu Quế: thị trấn Quế, huyện Kim Bảng, tỉnh Hà Nam, điểm lấy mẫu đánh giá

chất lượng nước sông Đáy trước khi nhận nước sông Nhuệ.
- Cầu Đọ: Xã Thanh Châu, thị xã Phủ Lý, tỉnh Hà Nam, điểm lấy mẫu đại diện cho
chất lượng nước sông Đáy sau khi nh
ận nước sông Nhuệ.
Vị trí lấy mẫu trên sông Nhuệ
- Khê Tang: Xã Cự Khê, huyện Thanh Oai, tỉnh Hà Tây. Đây là điểm sau hợp lưu
với sông Tô Lịch, đại diện cho chất lượng nước sông Nhuệ trước khi đổ vào sông
Đáy.



13


Hình 2.1:
Vị trí các điểm lấy mẫu nước trên hệ thống sông Đáy-Nhuệ



14

Hình 2.2:
Hình ảnh các điểm lấy mẫu trên hệ thống sông Đáy-Nhuệ
Đập Phùng
Tế Tiêu
Mai Lĩnh
CầuQuế
Cầu Đọ
Khê Tang
Đập Phùng
Tế Tiêu
Mai Lĩnh
CầuQuế
Cầu Đọ
Khê Tang

15
Bảng 2.1:
Toạ độ các điểm lấy mẫu trên hệ thống sông Đáy-Nhuệ
Toạ độ địa lý
Vị trí khảo sát /lấy mẫu
Kinh độ Vĩ độ
Đập Phùng 105
0
38,708’ 21
0
04,513’
Cầu Mai Lĩnh 105
0
43,627’ 20
0
56,198’
Cầu Tế Tiêu 105
0
44,826’ 20
0
41,188’
Cầu Quế 105
0
52,358’ 20
0
34,471’
Cầu Đọ 105
0
54,691’ 20

0
30,947’
Khê Tang 105
0
47,363’ 20
0
55,198’
Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu
Thu mẫu nước
Các mẫu nước được lấy theo đúng tiêu chuẩn Việt nam 5996-1995 và được
lọc ngay bằng giấy lọc GF/F (Whatman). Phần mẫu nước lọc được bảo quản riêng
biệt trong lọ nhựa (PE) để phân tích các chất dinh dưỡng; bảo quản trong lọ thủy
tinh với axit HNO
3
để phân tích cácbon hữu cơ hòa tan. Mẫu nước không lọc dùng
để phân tích phốtpho tổng, nitơ tổng số, BOD và coliforms. Các mẫu khi chưa có
điều kiện được phân tích ngay thì được bảo quản lạnh sâu.
Thu mẫu thuỷ sinh vật
- Thu mẫu động vật nổi bằng lưới vớt hình chóp nón (kiểu Juday), đường
kính miệng lưới 25 cm, chiều dài lưới 90 cm, lưới vớt động vật nổi cỡ N
0
46 (1/46 ô
trong 1 cm).
- Thu mẫu thực vật nổi: mẫu định tính được thu bằng lưới thực vật phù du
kích thước mắt lưới 40µm. Lưới được kéo nhiều lần trên bề mặt nước. Mẫu định
lượng được thu bằng cách lọc một thể tích nhất định qua lưới thực vật phù du.
- Thu mẫu tảo silic bám: Các mẫu tảo silic bám trên giá thể cố định trong cột
nước như thực vật nổ
i, đá, sỏi được thu bằng cách cạo nhẹ trên bề mặt. Các mẫu
sinh vật nổi (gồm cả các mẫu định tính và định lượng) và tảo silic bám được cố

định bằng dung dịch formol (4%).
Đo đạc tại hiện trường
Các chỉ tiêu hóa lý được đo tại thực địa bao gồm: nhiệt độ

(
0
C), pH, độ dẫn
điện (µS/cm), độ đục (NTU), độ muối (‰) và hàm lượng ôxy hoà tan DO (mgO
2
/l)
và thế oxy hóa - khử được đo trực tiếp tại hiện trường sử dụng thiết bị Hydrolab
Multi-sonde 4a Surveyors (Hach, USA).
Quan trắc tự động

16
Phương pháp quan trắc tư động là tổ hợp các modul bao gồm đầu đo đa
năng, thiết bị lấy mẫu tự động, thiết bị đo mưa và thiết bị đo chiều sâu. Cả hệ thiết
bị hoạt động theo phần mềm điều khiển. Các đầu đo được dẫn xuống dòng chảy
theo thiết kế đặc biệt, phù hợp với yêu c
ầu của thiết bị.
Phần mềm điều khiển ngoài tính năng ghi và lưu giữ các số liệu nghiên cứu
trong thời gian chạy chương trình còn có chức năng chuyển số liệu nhanh về phòng
thí nghiệm khi ghép nối bộ phận RTD (Rapid Transfer Device) với cổng dữ liệu của
hệ thiết bị. Các thông số
lý, hóa của môi trường nước được đo liên tục tù theo mục
đích của chương trình quan trắc đã được lựa chọn. Thiết bị lẫy mẫu tự động bao
gồm 24 bình, có thể lấy mẫu theo chương trình đặt sẵn tùy vào mục đích quan trắc,
mẫu sau khi lấy được bảo quản lạnh.
Cấu hình của thiết bị bao gồm:
+ Đầu đo đa năng: Dùng để đo nhanh các ch

ỉ số hóa lý của môi trường nước,
bao gồm 7 thông số sau: pH, ôxi hòa tan (DO), độ đục (turbidity), độ dẫn
(conductivity), độ muối (salinity), thế ôxi hóa khử (ORP), nhiệt độ.
+ Thiết bị tự động lấy mẫu: Gồm 24 bình, có thể lấy mẫu theo chương trình
đặt sẵn, mẫu sau khi lấy được bảo quản lạnh.
+ Thiết bị đo mưa: Thiết bị đo mưa được ghép nối với thiết bị
lấy mẫu tự
động và các thônh số đo được lưu trữ trong bộ nhớ của thiết bị.
+ Thiết bị đo mực nước: là modul được ghép nối với thiết bị lấy mẫu tự
động, khi có được tiết diện mặt cắt, từ chiều cao mực nước có thể tính được lưu
lượng nước, phần mềm của thiết bị có chức năng tính toán c
ả chiều cao cột nước và
lưu lượng nước.
2.1.2 Phân tích mẫu trong PTN
Các chỉ tiêu dinh dưỡng: Phần mẫu nước sau lọc và mẫu nước không lọc
được sử dụng để xác định hàm lượng các chất dinh dưỡng, coliform.

Bảng: 2.2
Các chỉ tiêu phân tích chất lượng nước và thiết bị dùng trong phân tích

TT
Chỉ tiêu phân
tích
Thiết bị phân tích Đơn vị
Giới hạn
định
lượng
1 BOD
5

YSI-52-Mỹ - incubator BOD
5
, Lovibond-
Pháp
mg/l 1
2
N
H
4
+
Máy đo quang UV-Vis 2450, mg/l 0,01

17
TT
Chỉ tiêu phân
tích
Thiết bị phân tích Đơn vị
Giới hạn
định
lượng
Shimadzu-Nhật
3
N
O
2
-

Máy đo quang UV-Vis 2450,
Shimadzu-Nhật
mg/l 0,01

4
N
O
3
-

Máy đo quang UV-Vis 2450,
Shimadzu-Nhật
mg/l 0,01
5 PO
3
2-

Máy đo quang UV-Vis 2450,
Shimadzu-Nhật
mg/l 0,01
6 Tổng Photpho
Máy đo quang UV-Vis 2450,
Shimadzu-Nhật
mg/l 0,01
7 Tổng Nitơ Bộ cất Kenđan mg/l 0,1
8 Coliform
Màng lọc Coliform 0,45µm
MPN/100ml 0

Nhu cầu ôxy sinh hóa BOD
5
(TCVN 6621-2000; US EPA 405.1)
Lấy một lượng mẫu xác định (tuỳ thuộc vào lượng chất hữu cơ có trong
mẫu) vào chai BOD thể tích 250 ml. Thêm dung dịch hãm, định mức bằng nước cất

đã bão hoà oxy, cho vào tủ ấm ở 20
O
C, đo giá trị oxy hòa tan (DO
1
). Cho vào tủ ấm
để 5 ngày, sau đó lấy ra đo DO
2
. Từ DO
1
và DO
2
tính BOD
5
(mg/l).
Amoni (NH
4
+
-N) (TCVN 6179-1996)
Xác định amoni ở bước sóng λ=655nm, amoni tác dụng với salixilat và ion
hypoclorit có sự tham gia của natri nitrosopentaxyano sắt(III) taxyano sắt(III) (natri
nitroprusiat) cho hợp chất màu xanh. Các ion hypoclorit được tạo trong situ bằng
cách thuỷ phân kiềm của N,N'-dicloro-1,3,5-triazin 2,4,6 (1H,3H,5H) trion, muối
natri (natri dicloroisoxyanurat).
Phản ứng của Cloramin với Natri salixilat xảy ra ở độ pH 12,6 có sự tham
gia của natri nitroprusiat. Bất kỳ chất cloramin nào có mặt trong mẫu thử cũng đều
được xác định. Natri xitrat có trong thuốc thử để cản sự nhiễu do các cation, đặ
c
biệt là canxi và magie.
Nitrit (NO
2

-
-N) (TCVN 6180-1996)
Trong môi trường axit octhophotphoric ở pH=1,9, ion NO
2
-
phản ứng với
thuốc thử 4- aminobenzen sunfonamid để tạo thành muối diazo. Muối này tạo phức
màu hồng với N-(1naphtyl)-1,2 diamonietan dihiroclorua. Đo độ hấp thụ ở bước
sóng 540 nm.

18
Nitrat (NO
3
-
-N) (TCVN 6178-1996)
Đo phổ của hợp chất màu vàng được hình thành bởi phản ứng của axit
sunfosalisilic (được hình thành do việc thêm natri salisilat và axit sunfuric vào mẫu)
với nitrat, tiếp theo xử lý với kiềm. Đo mầu ở bước sóng λ= 415nm.
Tổng Nitơ (Total Nitrogen) (TCVN 6498-1999; US EPA 351.4l; ISO 11261 –
1995)
Nitơ được chuyển thành NO bằng cách axit hóa ở 720
o
C kết hợp với quá
trình oxi hóa bằng ozon. Sau khi khử ẩm, NO được chuyển đến detector quang hóa
và được định lượng. Quá trình này được xác định bằng máy phân tích tổng Nitơ -
TOC - TNM1 Shimadzu-Nhật Bản.
Tổng Photpho (Total Phosphorous) (TCVN 6202-1996; US EPA 365.3)
Photpho dạng hữu cơ được vô cơ hoá cùng với các photpho vô cơ chuyển
sang photpho dạng octo photphat. Octo photphat phản ứng với amoni molipđat
trong môi trường axit tạo thành phức chất dị đa (axit molypdo photphoric) có màu

vàng. Phức chất vàng này được khử xuống dạ
ng phức chất xanh mà photpho có hoá
trị thấp hơn bằng axit ascobic. Phức chất xanh tạo thành được đo tại bước sóng
λ
max
= 820 nm. Từ đó xác định được photpho trong mẫu cần phân tích.
Coliform (Standard method)
Nguyên tắc: Xác định theo phương pháp màng lọc
a. Dụng cụ, thiết bị: Pipet, cốc thuỷ tinh, bình định mức, đĩa Petri nuôi cấy, màng
lọc, tủ ấm 35 +
0,5
O
C với độ ẩm 90%.
b. Tính toán
Số coliform đếm được x 100
Mật độ Coliform tổng số trong 100 ml =
V
h

V
h
: Thể tích mẫu được lọc (ml)
Hàm lượng các chất hữu cơ hòa tan (DOC):
Phần mẫu nước sau lọc được sử dụng để xác định hàm lượng tổng cacbon
hữu cơ hòa tan (DOC) bằng máy phân tích tổng cácbon hữu cơ ANATOC II (hãng
SGE, Úc) thuộc Viện Hoá học các Hợp chất Thiên nhiên, dựa trên phương pháp
quang xúc tác [72]. Nguyên lý của phương pháp là với sự có mặt của ánh sáng cực
tím và chất xúc tác titandioxit (TiO
2
) ở pH từ 3 đến 3,5 chất hữu cơ sẽ bị oxy hoá

thành khí CO
2
và nước. Detector NDIR phát hiện cường độ khí CO
2
thoát ra. Hàm

19
lượng chất hữu cơ trong mẫu tỷ lệ thuận với hàm lượng khí CO
2
thoát ra và được
biểu diễn bằng đơn vị mgC/l hoặc ppmC.
Phân tích thủy sinh vật
- Phương pháp định tính thực vật phù du và tảo silic bám
Định tính bằng phương pháp hình thái so sánh dưới kính hiển vi có độ phóng
đại 400x và 1000 x, sử dụng trắc vi vật kính và trắc vi thị kính để đo kích thước
trung bình của tảo, quan sát chi tiết và mô tả chúng bằng hình vẽ, sau đó xác định
loài theo các tài liệu phân loại của Việt Nam, Nga, Đức, Pháp
- Phương pháp định lượng thực v
ật phù du
Định lượng phytoplankton được tiến hành với việc sử dụng buồng đếm
Sedgewick Rafter (20mm x 50mm x 1mm)
Số lượng tế bào được tính toán như sau:


trong đó: C: số lượng tế bào đếm được
L: chiều dài của mỗi thước (50mm)
D: chiều sâu của thước (1mm)
W: chiều rộng của thước (1mm)
S: số thước đếm
- Phương pháp định tính thực động vật nổi

- Phân tích định tính (xác định tên khoa h
ọc dựa trên đặc điểm hình thái) các
mẫu động vật nổi chủ yếu phân loại theo các sách định loại của các tác giả Việt
Nam và Trung Quốc.
- Phương pháp xác định mật độ động vật nổi
- Phân tích định lượng động vật nổi bằng buồng đếm Bogorov với dung tích
10 ml.
- Tính chỉ số đa dạng D theo công thức của Magarleft
)(
)1(
NLn
S
D
−
=
(trong đó: S - là tổng số loài trong mẫu; N: tổng số lượng cá thể trong mẫu)
- Đánh giá mức độ ô nhiễm của thuỷ vực thông qua chỉ số đa dạng loài (D)
theo bảng đánh giá của Stau và cộng sự,1970.

N
o
/mL = C x1000mm
3
/L x D x W x S

20
Bảng 2.3
: So sánh chỉ số đa dạng tương ứng với mức độ ô nhiễm

D (H') Mức độ ô nhiễm

3,0 - 4,5 Không ô nhiễm (oligosaprobic)
2,0 – 3,0 Ô nhiễm trung bình (β - mesosaprobic)
1,0 – 2,0 Ô nhiễm nặng (α - mesosaprobic)
0,0 – 1,0 Ô nhiễm rất nặng (polysaprobic)

Krebs (1972) cho rằng trong thực hành việc sử dụng chỉ số đa dạng nào
trong các chỉ số khác nhau thường dùng trong sinh thái (anpha, d, H’, D) là không
quan trọng miễn là chỉ số được sử dụng để kết hợp được hai đại lượng: số lượng
loài và mật độ tương đối các loài thì chỉ số đó đã tóm được hầu hết các thông tin về
đa dạng sinh học. Trong các chỉ số kể trên, chỉ số đ
a dạng (D) có tính ưu việt là dễ
tính toán, có thể áp dụng cho tất cả các sinh vật và một điểm đặc biệt quan trọng là
rất thuận tiện cho việc so sánh để đánh giá sự biến động chất lượng nước của một
dòng chảy.
2.1.3. Giới thiệu về mô hình sinh địa hóa RWQM1 và phần mềm thủy văn
AQUASIM
Mô hình tổng quan và các phương trình động học được sao chép chủ yếu từ
mô hình RWQM1. Các sinh vậ
t và các chất thuỷ sinh được gộp thành 4 nhóm
chính: (1) các vật liệu vô cơ và các chất hoá học phổ biến trong nước tự nhiên; (2)
nhóm các chất hữu cơ chứa các vật liệu hữu cơ có và không có khả năng phân huỷ
dưới cả 2 dạng hoà tan và không tan; (3) nhóm tảo và (4) nhóm các vi khuẩn dị
dưỡng và tự dưỡng hình 2.3.
Trong mô hình tổng quan này, bên cạnh đầu vào và ra do nước vào và ra
khỏi hệ, quá trình trao đổi chất giữa nước và trầm tích cũng như nướ
c và khí quyển
cũng được xét đến. Các quá trình trao đổi này được thiết lập dựa trên các kết quả thí
nghiệm xây dựng riêng cho hệ thống sông này.

21

Hình 2.3
: Sơ đồ khối cấu trúc mô hình sinh - địa – hóa
2.1.4. Giới thiệu về mô hình Riverstrahler
Mô hình Riverstrahler được xây dựng và áp dụng thành công cho một hệ
thống sông lớn ở Châu Âu như sông Seine, Danube, Loire, Marne …[5, 8, 9, 10, 33,
34] với mục tiêu chủ yếu là thiết lập mối liên hệ giữa sự biến đổi về không gian và
thời gian của chất lượng nước sông (đặc biệt là các chất dinh dưỡng và sinh khối)
với các tác động của các quá trình tự nhiên (các đi
ều kiện địa chất, khí tượng – thủy
văn) và của con người (nguồn thải điểm và nguồn thải phát tán) trong lưu vực. Và
đặc biệt mô hình có khả năng dự báo tỷ số cân bằng dinh dưỡng N : P : Si, chìa
khóa của kiểm soát phì dưỡng trong vùng nước ngọt và ven biển [6].
Mô hình này đã được áp dụng thành công lần đầu tiên với hệ thống sông bán
nhiệt đới: hệ thống sông Hồng [48, 49]. Các kết quả
nghiên cứu cho thấy mô hình
Riverstrahler là mô hình thích hợp để mô phỏng chuyển hóa và chuyển tải các chất
dinh dưỡng (N, P, Si) cho hệ thống sông Hồng. Mô hình đã tính toán và đưa ra các
Dị dưỡng, tự dưỡng
Nitrifying
POM,
SOM
NH
4
, NO
3
, PO
4
, O

2
, etc
Thực vật phù
du
Chất hữu cơ
Không
kh
í
Trao đổi với trầm tích
Trao đổi với trầm tích
Sinh trưởng thực vật
Vi sinh vật
Dinh dưỡng
Thủy phân
Vi khuẩn tăng trưởng
Vi khuẩn
tăng trưởng
Thực vật phù du chết
Vi khuẩn chết
Vi khuẩn chết
Thực vật phù du chết
Trầm tích
Trầm
t
ích
Trao đổi với không
khí
Trao đổi với
trầm
tích

22
kt qu v tng ti lng cỏc cht dinh dng ra bin ụng v c bit l quỏ
trỡnh chuyn ti cỏc cht dinh dng trong h thng sụng Hng.
Cu trỳc ca mụ hỡnh Riverstrahler: Mụ hỡnh Riverstrahler bao gm hai mụ
hỡnh con: mụ hỡnh thy vn HYDROSTRAHLER v mụ hỡnh sinh thỏi RIVE (hỡnh
2.4).
RIVE:
Model of
biogeochemical
processes
HydrologicalModel
of the
drainage network
lợng ma
ETP
Soil/vegetation
&
erosion
Model
nhiệt độ
ánh sáng
Các điều kiện khí hậu Nguồn thải điểm
lu lợng nớc
dân số
đô thị/
nông thôn
địa chất,
địa mạo
hồ chứa

Sử dụng đất ịa chất, địa mạo
sử dụng đất
hoạt động
nông nghiệp
mạng lới sông
nớc thải
rửa trôi và
xói mòn
mô hình thủy vn
HYDROSTRAHLER
chất ô nhiễm
dòng chảy mặt
chất ô nhiễm
trong nớc ngầm
lu giu chất
mô hình
sinh thái
RIVE
chuyển tải chất
dinh dỡng ra biển
RIVE:
Model of
biogeochemical
processes
HydrologicalModel
of the
drainage network
lợng ma
ETP
Soil/vegetation

&
erosion
Model
nhiệt độ
ánh sáng
Các điều kiện khí hậu Nguồn thải điểm
lu lợng nớc
dân số
đô thị/
nông thôn
địa chất,
địa mạo
hồ chứa
Sử dụng đất ịa chất, địa mạo
sử dụng đất
hoạt động
nông nghiệp
mạng lới sông
nớc thải
rửa trôi và
xói mòn
mô hình thủy vn
HYDROSTRAHLER
chất ô nhiễm
dòng chảy mặt
chất ô nhiễm
trong nớc ngầm
lu giu chất
mô hình
sinh thái

RIVE
chuyển tải chất
dinh dỡng ra biển

Hỡnh 2.4
: Cu trỳc ca mụ hỡnh Riverstrahler [5]
2.1.4.1. Mụ hỡnh thu vn HYDROSTRAHLER
Mụ hỡnh thy vn HYDROSTRAHLER cho phộp mụ phng s thay i ca
lu lng nc ti mt im bt k thuc h thy vn da trờn cỏc phộp tớnh toỏn
d liu u vo l lng ma (PLU), bc hi tim nng (ETP) v cỏc s liu v
a cht, a mo trong lu vc. Cỏc phộp tớnh toỏn ny da trờn mi quan h
n
gin v lng ma lu lng nc trong ú cú tớnh n vai trũ lu gi nc ca
t v cỏc h cha trong lu vc v da trờn khỏi nim bc dũng Strahler [78].


23

Infiltration
SW
soil
GW
groundwater
baseflow
PLU ETR
surf.runoff
superf.runoff
solsat
total spec discharge
Infiltration

SW
soil
GW
groundwater
baseflow
PLU ETR
surf.runoff
superf.runoff
solsat
total spec discharge

Hình 2.5
: Cấu trúc mô hình thủy văn HYDROSTRAHLER
Lưu lượng nước được tính cho tất cả các nhánh sông trong mỗi tiểu lưu vực và
tại bất kỳ điểm nào trên nhánh chính của sông. Kết quả mô phỏng được so sánh với
số liệu thuỷ văn đo đạc thực tế và được hiệu chỉnh bằng thông số khả năng lưu giữ
nước NAPo (mm) và 4 thông số của mô hình bao gồm:
- Mức độ
bão hoà nước của đất: SOLsat (mm)
- Tốc độ chuyển nước xuống tầng nước ngầm (infiltration rate): r
inf
(1/ngày)
- Tốc độ dòng chảy mặt: r
ssr
(1/ngày)
- Tốc độ dòng chảy ngầm; r
gwr
(1/ngày)
Bốn thông số nói trên được hiệu chỉnh khi giá trị Nash đạt tối ưu [59]. Giá trị
Nash so sánh, đánh giá sự khác biệt giữa kết quả của mô hình

(calcQ) đưa ra so với
giá trị quan trắc trên thực tế
(obsQ) về lưu lượng nước hàng ngày. Giá trị Nash được
tính như sau:
Trong đó meanQ: Giá trị lưu lượng nước trung bình quan trắc
Σ (obsQ-calcQ)²
Nash = 1 –
Σ (obsQ-meanQ)²

24
Sự thay đổi hàng ngày về nước ở bề mặt đất (SW, mm) và về khả năng lưu trữ
nước ngầm, cũng như môđun lưu lượng nước (mm.d
-1
) của bất kỳ tiểu lưu vực nào
cũng đều được tính từ lượng mưa và lượng bốc hơi tiềm năng (ETP, mm/ngày).
Lượng bốc hơi bằng lượng bốc hơi tiềm năng ETP, ngoại trừ khi SW> 0.1so với
mức độ bão hoà nước của đất, trong trường hợp này lượng bốc hơi được tính bằng
0. Môđun lưu lượng nước được tính như sau:
q
spec tot
= q
baseflow
+ q
surf.runoff
trong đó,
Lưu lượng nước ngầm (q
baseflow
) được bổ sung từ nguồn nước ngầm:
q
baseflow

= r
gwr
. GW
Tốc độ nước chuyển từ mặt đất vào túi chứa nước ngầm được tính bằng
infiltration = r
inf
. SW
Mô đun lưu lượng nước mặt (q
sur.runoff
) được tính bằng tổng lượng nước chảy
ở bề mặt
q
sur.runoff
= r
ssr
. SW + q
sup.runoff
,


Trong đó q
sup.runoff
chỉ được tính đến trong giai đoạn đất bão hoà nước. Do
vậy, lệnh đặt thuật toán như sau
If SW > solsat then = PLU - ETP else = 0
Trong một tiểu lưu vực, lưu lượng nước tại một nhánh sông bậc n được tính
dựa vào tổng lưu lượng nước của hai nhánh sông nhỏ hơn bậc n-1 và lưu lượng
nước chảy trực tiếp từ nhánh sông con (Hình 2.3). Tại nhánh chính của sông, lưu
lượng nước được tính từ lưu lượng nước của các sông nhánh nhỏ hơn và nước chảy
trực tiếp từ các nhánh sông con.

Ưu đi
ểm của nghiên cứu này là tại bất kỳ điểm nào trong mạng lưới sông,
dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm của lưu lượng tổng của được phân tách rõ, và
nhờ vậy, có thể tính được tác động của nguồn thải phân tán trong lưu vực.
Từ các giá trị lưu lượng nước, tính dựa trên các thông số bậc dòng, thì các
thông số khác như độ rộng (w, m), độ dốc lòng sông (s, m.m
-1
), độ sâu trung bình
(d, m), và tốc độ dòng chảy (v, m.s
-1
) được sử dụng trong công thức tính kinh
nghiệm của Manning [5]. Dòng chảy trực tiếp trong lưu vực, hoặc từ các bậc dòng
thấp sẽ pha loãng khối lượng nước chảy qua kênh chính. Hệ số pha loãng tương ứng
và các biến đổi về giá trị của hệ số này theo bậc dòng và theo mùa sẽ là chìa khoá
quan trọng để kiểm soát các quá trình sinh thái của hệ thống sông.
Trong nhánh chính bậc n, các quá trình tính toán tương tự, trong đó tổng lưu
lượng n
ước được tính bằng tổng lưu lượng của hai dòng chảy của bậc nhỏ hơn và

25
lưu lượng các dòng chảy trực tiếp (Q direct watershed; Q lateral tributaries) trong
lưu vực (Hình 2.3).


n
n-1
n-2
Qn = 2.Q(n-1)
+ Q(lateral tributaries)
+ Q(direct watershed)

Hình 2.5:
Tính toán dòng chảy cho các nhánh sông (từ bậc 1 đến bậc n) trong mô
hình thuỷ văn HYDROSTRAHLER
2.1.4.2. Mô hình sinh thái RIVE
Nguyên lý cơ bản của mô hình sinh thái RIVE là sự đồng bộ của các quá
trình vi sinh (sinh học và hoá lý) liên quan đến các hoạt động của toàn bộ hệ thống
sông, ví dụ các quá trình động học được coi như giống nhau hoàn toàn từ vùng sông
thượng nguồn về đến hạ lưu, kể cả các sông nhánh, hoặc vùng nước tù. Trái lại, các
yếu tố thuỷ văn rất khác biệt từ
vùng thượng nguồn tới vùng hạ lưu, giữa dòng chảy
mặt và dòng chảy ngầm, và nhờ vậy, các yếu tố nguồn thải điểm và nguồn thải phát
tán cũng được tách biệt giữa hai vùng thượng lưu và hạ lưu của lưu vực sông. Và
cũng vì vậy, các đặc trưng của cấu trúc và chức năng sinh thái của các đoạn sông
khác nhau phụ thuộc vào các đại lượng của mô hình hơn là ph
ụ thuộc vào bản chất
của các quá trình liên quan. Mô hình sinh thái RIVE cho phép mô tả các thông số
chính của chất lượng nước.
Mô hình RIVE sử dụng các dữ liệu đầu vào là các nguồn thải phát tán (hiện
trạng sử dụng đất trong lưu vực, chất lượng nước thải từ các hoạt động canh tác
nông nghiệp) và nguồn thải điểm (các tác động của con người như nước thải sinh
hoạt và nước thải công nghiệp). K
ết hợp các nguồn thải trong lưu vực với các điều
kiện tự nhiên của hệ thủy văn và lưu lượng nước đưa ra từ mô hình thủy văn
Hydrostrahler cho phép tính toán sự biến đổi của 22 thông số đặc trưng cho chất
lượng nước và các mô phỏng hoạt động sinh thái trong nước sông. Chất lượng nước
của toàn bộ mạng lưới sông được mô tả thông qua các biến số về hàm l
ượng oxy
hòa tan, hàm lượng các chất dinh dưỡng (NO
3

, NO
2
, PO
4
, Ptổng, Si hòa tan, hàm
lượng các chất rắn lơ lửng, hàm lượng cácbon hữu cơ dạng hòa tan và dạng rắn.
Bên cạnh đó, các thông số sinh học khác như tảo (diatom, chlorophycea), động vật
phù du (rotifer, microcrustacea), vi khuẩn dị dưỡng (autochthon, allochtone) và vi