Nghiên cứu đánh giá tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản khu vực nghệ an – hà tĩnh và xây dựng giải pháp giảm thiểu

BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO TRƯỜNGĐẠIHỌCBÁCHKHOAHÀNỘI NguyễnThịHịa NGHIÊNCỨUĐÁNHGIÁTAIBIẾNMƠITRƯỜNGLIÊNQU ANĐẾN HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC KHỐNG SẢNKHUVỰCNGHỆAN-HÀTĨNHVÀXÂYDỰNG GIẢIPHÁPGIẢMTHIỂU LUẬNÁNTIẾNSĨKỸTHUẬTMƠITRƯỜNG HÀNỘI-2020 BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO TRƯỜNGĐẠIHỌCBÁCHKHOAHÀNỘI NguyễnThịHịa NGHIÊNCỨUĐÁNHGIÁTAIBIẾNMƠITRƯỜNGLIÊNQU ANĐẾN HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC KHỐNG SẢNKHUVỰCNGHỆAN-HÀTĨNHVÀXÂYDỰNG GIẢIPHÁPGIẢMTHIỂU Ngành:Kỹthuậtmơitrường Mãsố:9520320 LUẬNÁNTIẾNSĨKỸTHUẬTMƠITRƯỜNG NGƯỜIHƯỚNGDẪNKHOAHỌC TS.TRỊNHTHÀNH PGS.TS.NGUYỄNPHƯƠNG HÀNỘI-2020 LỜICAMĐOAN Tơixincamđoanđâylàcơngtrìnhnghiêncứucủatơi.Cácsốliệu,kếtquảnêutrongluậnánlàtrungthựcvàc hưađượcaicơngbốtrongcáccơngtrìnhnghiêncứunào Hànội,ngày T/MTẬPTHỂGIÁOVIÊNHƯỚNGDẪN tháng Nghiêncứusinh TS.TrịnhThành NguyễnThịHịa năm2020 LỜICẢMƠN Đầutiên,tơixingửilờicảmơnsâusắctớiTS.TrịnhThànhvàPGS.TS.NguyễnPhương người Thầy hướng dẫn giúp định hướng nghiên cứukhoa học trongsuốtthờigianthựchiệnluậnán Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể cán bộ môn Kỹ thuật mơitrường,KhoaMơitrường,TrườngĐạihọcMỏĐịachất.Đâykhơngchỉlànơiđàotạogiúptơitrưởngthànhhơntronghoạtđộngnghiêncứukhoahọcmàcịnlànơ iđểtơichiasẻnhữngkhúcmắcgặpphảitrongqtrìnhthựchiệnluậnán.Lãnhđạobộmơnđãtạođiềukiệnv ềmặtthờigianvàtrangthiếtbịđểtơithựchiệntrongsuốtqtrìnhlàmluậnán TơixingửilờicảmơnđếnchủnhiệmđềtàicấpbộB2014-02212,TS.NguyễnQuốcPhi,khoaMơitrường,trườngĐạihọcMỏĐịachấtđãhỗtrợkinhphívàtàiliệuchocácnộidungnghiêncứuthựchiệnluậnán TơixinchânthànhcảmơnđếncácThầyCơcủaViệnKhoahọcvàCơngnghệMơitrường,trườngĐạihọc BáchKhoaHàNội,nhữngkiếnthứcmàtơiđượctiếpthu,tíchlũytrongsuốtthờigianhọctậptạiđâytừkhi làhọcviêncaohọclànềntảngkhơngthểthiếuđểtơicóđủkhảnăngtiếpthu,traudồikiếnthứcmớiphụcvụch ocácnghiêncứutrongluậnán.TơixinchânthànhcảmơncácthầycơcủaphịngđàotạotrườngĐạihọcBác hkhoa HàNộiđãgiúpđỡvàhướngdẫntậntìnhchotơicácmẫugiấytờvănbảntrongsuốtqtrìnhhọctậpvàhồnth ànhluậnán Đểhồnthànhluậnánnàykhơngthểkhơngnhắctớisựhỗtrợvàkhuyếnkhíchvềtinhthầncủanhữngngườith ântronggiađìnhvàbạnbè TơixinChânthànhcảmơn! HàNội,ngày tháng……năm2020 Nghiêncứusinh NguyễnThịHịa MỤCLỤC DANHMỤCCÁCTỪVIỆTTẮTTRONGLUẬNÁN v DANHMỤCCÁCBẢNG vi DANHMỤCCÁCHÌNHVẼ .vii MỞĐẦU CHƯƠNG 1TỔNG QUAN VỀ TAI BIÊN MÔI TRƯỜNGVÀ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNGKHUVỰCNGHIÊNCỨU Mộtsốkháiniệm,tiêuchuẩn,quychuẩnsửdụngtrongluậnán Mộtsốkháiniệm Mộtsốtiêuchuẩn,quychuẩnsửdụngtrongluậnán Tổngquancáctaibiếnmơitrườngliênquanđếnhoạtđộngkhaithác Tổngquantìnhhìnhnghiêncứutaibiếnmơitrườngliênquanđếnhoạtđộngkhaitháckhốngsảntrongn ướcvàngồinước .9 Trênthếgiới TạiViệtNam .14 Nguntắclựachọncácphươngphápphântíchnguycơtaibiếnmơitrường 18 Kháiqtchungvàhiệntrạngmơitrườngkhuvựcnghiêncứu 19 Điềukiệntựnhiên,kinhtếxãhội,nhânvăn 19 Kháiquátđặcđiểmđịachất-khoángsảnvùngnghiêncứu 21 Hiệntrạngkhaithác,chếbiếnkhoángsản 23 Hiện trạng môi trường khu vực khai thác khoáng sảnđặc trưng vùngnghiêncứu 28 Kếtluậnchương1 .35 CHƯƠNG2CÁCHTIẾPCẬNVÀCÁCPHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 37 Cáchtiếpcậntrongnghiêncứutaibiếnmôitrường 37 Phươngphápnghiêncứu 41 Phươngpháp thuthập, xử lývàtổnghợp tàiliệu 41 Phươngphápnghiêncứukhảosátđịachấtmôitrường 41 PhươngphápphântíchảnhviễnthámkếthợpGIS .42 Phươngphápnghiêncứuđịađộnglực 43 Phươngphápmơhìnhhóamơitrường 43 CHƯƠNG3KẾTQUẢVÀTHẢOLUẬN 57 3.1 Kếtquảxâydựngcơsở dữliệutaibiếnmơitrườngliênquanđếnhoạtđộngkhaitháckhốngsản 57 3.1.1 Kếtquảxâydựngcơsởdữliệucácvịtríkhaitháckhốngsản 57 3.1.2 Kếtquảxâydựngcơsởdữliệucácđiềukiệnmôitrường 59 3.1.3 KếtquảxâydựngCSDLnềnphântíchnguycơxảyrataibiến .62 3.2 Kếtquảxácđịnhcácyếutốảnhhưởngđếnnguycơxảyrataibiếntạivùng 64 3.2.1 Nhómcácyếutốtựnhiên 64 3.2.2 Nhómcácyếu tốliên quan đếncơngnghệkhai thác, chếbiếnkhốngsản .67 3.3 Kếtquảđánhgiánguycơtaibiếnmơitrườngliênquanđếnhoạtđộngkhaitháckhốngsảnkhuvự cnghiêncứu 70 3.3.1 Kết đánh giá nguy xảy tai biến trượtlở liên quan đến hoạt động khai tháckhoángsảnkhuvựcnghiêncứu(VùngQuỳHợpvàvùngTươngDươngNghệAn) 71 3.3.2 KếtquảphânvùnglũbùnđátạivùngNghiêncứu(QuỳHợp-NghệAn) .100 3.3.3 Kết mô q trình lan truyền số chất gâ nhiễm mơi trường mộtsốbãithảiquặngđicáckhuvựckhaithác,chếbiếnkhốngsản 104 3.3.4 Kết phân vùng dự báo nguy cơô nhiễm mơi trường khu vực khai tháckhốngsản 115 3.4 Phântíchđặcđiểmtaibiếnmơitrườngliênquanđếncáchoạtđộngkhaitháckhốngsảnkhuvựcn ghiêncứu .118 3.4.1 Đặcđiểmtaibiếnmôitrườngliênquanđếncôngnghệkhaithác 118 3.4.2 Đặcđiểmtaibiếnliênquanđếnđiềukiệnđịachấtvàloạihìnhkhốngsản 120 3.5 PhântíchngunnhângâytaibiếnmơitrườngtạikhuvựcNghiêncứu .121 3.5.1 Nguyênnhântựnhiên 121 3.5.2 Cácnguyênnhânliênquanđếnhoạtđộngnhânsinh 123 3.5.3 Cơngtácquảnlýnhànướcvềkhốngsảnvàmơitrường 128 3.6 Xâydựnggiảiphápgiảmthiểuvàphịngngừataibiếnmơitrườngliênquanđếnhoạtđộngkhaithác khốngsản 130 3.6.1 Xâydựngvàhoànthiệncácgiảipháptổngthể 132 3.6.2 Cácgiảiphápcụthểđốivớihoạtđộngkhaitháckhoángsảntạikhuvực 133 3.6.3 Xâydựngcácgiảiphápgiảmthiểucáctácnhângâytaibiến 138 KẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ 141 TÀILIỆUTHAMKHẢO 144 DANHMỤCCÁCCƠNGTRÌNHĐÃCƠNGBỐCỦALUẬNÁN .150 DANHMỤCCÁCTỪVIỆTTẮTTRONGLUẬNÁN KýHiệu AHP AR5 CF CHASM CN CSDL CPKSTM TiếngViệt Phươngphápphântíchthứbậc Báocáođánhgiálầnthứ5 Hệsốtincậy MơhìnhkếthợpThủyvănvàổnđịnh Cơngnghiệp Cơsởdữliệu Cổphầnkhốngsảnthươngmại DNTN DDA Doanhnghiệptưnhân Phươngpháp phân tích biến dạng khơngliên tục Mơhình sốđộ cao Địachấtthủyvăn Địachấtcơngtrình Phươngpháp phần tửhữu hạn Hệthốngthơngtinđịalý Hệthốngxácđịnhvịtrí Hợptácxã DEM ĐCTV ĐCCT FEM GIS GPS HTX IPCC TT-BTNMT ỦybanLiênchínhphủvềbiếnđổikhí hậu ỦybanHỗnhợptaiđịachất Khaitháckhốngsản Chỉsốnhạycảmtrượtlởđất Chỉsốthảmthựcvậtchuẩnhóa QuychuẩnViệtNam Quychuẩnkỹthuậtvềmơitrường MơhìnhKhoanhvẽchỉsốổnđịnh TiêuchuẩnViệtNam Tiêuchuẩnchấtlượngmơitrường Tráchnhiệmhữuhạn Tàingunmơitrường Mơhìnhướctínhlượngmưaxâmnhậpvàt ínhtốnổnđịnhsườndốccủavùng theosơđồlưới Thơngtư-BộtàingunMơitường UBND VN VLXD XM Ủybannhândân ViệtNam Vậtliệuxâydựng Ximăng JTC1 KTKS LSI NDVI QCVN QCKTVMT SINMAP TCVN TCCLMT TNHH TNMT TRIGRS TiếngAnh AnalyticHierarchyProcess FifthAssessmentReport CertaintyFactor CombinedHydrologyandStabilityModel Industry Database Commercialandmineraljointstocks (company) Privateenterprise DiscontinuousDeformationAnalysis DigitalElevationModel Hydrogeology Geologicalengineering FiniteElementMethod GeographicInformationSystem GlobalPositioningSystem Co-operativeassociation Cooperative IntergovernmentalPanelonClimate Change Miningactivities NormalizedDifferenceVegetationIndex Vietnameseregulations Environmentaltechnicalregulations StabilityIndexMAPping Vietnamesestandards Environmentalqualitystandards LimitedLiability(company) Naturalresourcesandenvironment TransientRainfallInfiltrationandGridBasedRegionalSlope-StabilityModel Circular,MinistryofNaturalResources andEnvironment People'sCommittee Vietnam Buildingmaterials Cement DANHMỤCCÁCBẢNG Bảng1.1.Khảnăngápdụngcácphươngphápphântíchtaibiến 19 Bảng1.2.Tổnghợpsốlượng,sảnlượngcácmỏđangkhaitháctrênkhuvực 26 Bảng1.3.Tómtắtđiểmmạnh,điểmyếucủacácnhómphươngpháp 36 Bảng2.1.ChỉtiêucủaSaatysosánhcặpđơicácyếutố .49 Bảng2.2.Đánhgiámứcđộảnhhưởngcủacácyếutố 49 Bảng2.3.GiátrịRIứngvớitừngsốlượngchỉtiêun 50 Bảng3.1.Cácthànhphầnmơitrườngvàyếutốảnhhưởngliênquanđếntaibiến 63 Bảng3.2.Kếtquảtínhtốntrọngsốchocácyếutốđộdốc 82 Bảng3.3.Kếtquảtínhtốntrọngsốchocácyếutốvỏphonghóa 82 Bảng3.4.Kếtquảtínhtốntrọngsốchocácyếutốthạchhọc .83 Bảng3.5.Kếtquảtínhtốntrọngsốchocácyếutốphâncắtsâu 84 Bảng3.6.Matrậnsaisố 85 Bảng3.7.Độtincậycủacácphươngphápdựbáo .86 Bảng3.8.Kếtquảtínhtốntrọngsốchođộcaođịahình 92 Bảng3.9.Kếtquảtínhtốntrọngsốchođộdốcđịahình .93 Bảng3.10.Kếtquảtínhtốntrọngsốchohướngdốcđịahình .93 Bảng3.11.Kếtquảtínhtốntrọngsốchomậtđộdịngchảy .93 Bảng3.12.Kếtquảtínhtốntrọngsốchoyếutốchỉsốthựcvật-NDVI 94 Bảng3.13.Kếtquảtínhtốntrọngsốchoyếutốđịachất .94 Bảng3.14.KếtquảtínhtốntrọngsốchođiềukiệnĐCCT 95 Bảng3.15.KếtquảtínhtốntrọngsốchođiềukiệnĐCTV 95 Bảng3.16.Kếtquảtínhtốntrọngsốchomậtđộđứtgãy 96 Bảng3.17.Kếtquảtínhtốntrọngsốchođặcđiểmvỏphonghố 96 Bảng3.18.Kếtquảtínhtốntrọngsốchoyếutốlượngmưa 97 Bảng3.19.Kếtquảtínhtốntrọngsốcholoạihìnhđất .97 Bảng3.20.Kếtquảtínhtốntrọngsốchochiềudàytầngđất .97 Bảng3.21.Kếtquảtínhtốntrọngsốchothànhphầncơgiới 97 Bảng3.22.Ngưỡngphânbậcnguycơtrượtlởtạikhuvựcnghiêncứu 99 Bảng3.23.BảngphânbậcnguycơtrượtlởtheophươngphápThốngkêBayes .99 Bảng3.24.BảngphânbậcnguycơtrượtlởtheophươngphápHệsốtincậy 99 Bảng3.25.Kếtquảphântíchmứcđộtincậycủacácphươngphápđượctổnghợp 100 Bảng3.26.Matrậnsosánhmứcđộquantrọngcủacácyếutố 101 Bảng3.27.Matrậnchuẩnhốvàtínhtốntrọngsố 101 Bảng 3.28 Kết tính tốn trọng số đánh giámức độ ảnh hưởng yếu tố theo ý kiến cácchuyêngia 102 Bảng3.29.Kếtquảtínhtốntrọngsốđánhgiámứcđộảnhhưởngtrongtừngyếutố 102 Bảng3.30.TổnghợpkhốilượnglấymẫumơitrườngtạimỏthiếcsakhốngBảnCơ 105 DANHMỤCCÁCHÌNHVẼ Hình1-1.Hệcácphươngphápphântíchtaibiến .19 Hình1-2.SơđồvịtríkhuvựcQuỳHợp,NghệAn .29 Hình1-3.SơđồvịtríkhuvựcThạchKhê,HàTĩnh 32 Hình2-1.Sơđồnguntắctiếpcậnnghiêncứuthựchiệntrongluậnvăn 37 Hình2-2.Cácbướctrongphântíchtaibiếnmơitrường .38 Hình2-3.Cácyếutốảnhhưởngđếnnguycơxảyrataibiến 38 Hình2-4.MơhìnhbiểudiễnxácsuấtxuấthiệnvịtríxảyrataibiếntheomơhìnhthốngkêBayes 44 Hình2-5.Cấutrúcmạngnơronphântíchtrượtlở .47 Hình2-6.Sơđồmơtảsựlantruyềncủachấtơnhiễmtrongđất .53 Hình2-7.QuytrìnhtínhtốnlantruyềncủachấtơnhiễmsửdụngbộphầnmềmGeoStudio201256Hình31.Cácvịtríkhaitháckhốngsản(sángmàuvàloanglổ)tạiQuỳHợptrênảnhLandsat8OLI(10/02/2017) .57 Hình3-2.Vịtrícácđiểmmỏtại khuvựcQuỳHợp,NghệAnđếnnăm2017 Hìnhtrịnthểhiệncácvịtríkhaithácthiếc,hìnhvngthểhiệncácvịtríkhaithácđáhoa,hìnhtamgiácthểhiện cácvịtríkhaithácđáxâydựngthơngthườngvàhìnhchữnhậtthểhiệncácxưởngchếbiếnkhốngsản.58 Hình3-3.MộtphầncơsởdữliệucácđiểmmỏtạikhuvựcQuỳHợp,NghệAn .58 Hình3-4.MộtphầncơsởdữliệucácđiểmmỏtạikhuvựcThạchKhê,HàTĩnh 59 Hình3-5.CấutrúccáctrườngdữliệucácđiểmmỏtạiThạchKhê,HàTính 59 Hình36.Cácvịtrícókếtquảphântíchmẫunướcmặt(a),nướcngầm(b)vànướcthải(c)tạikhuvựcnghiêncứu 60 Hình3-7.Minhhọavềcơsởdữliệumộtsốkếtquảphântíchmẫunướcmặt 60 Hình3-8.Minhhọamộtphầnvềcơsởdữliệumộtsốkếtquảphântíchmẫunướcngầm 61 Hình3-9.Minhhọavềmộtphầncơsởdữliệumộtsốkếtquảphântíchmẫunướcthải 61 Hình3-10.Cácvịtrícókếtquảphântíchmẫuđất(a)vàchấtthảirắn(b)tạikhuvựcThạchKhê,HàTĩnh 61 Hình3-11.Minhhọamộtphầnvềcơsởdữliệumộtsốkếtquảphântíchmẫuđất .62 Hình3-12.Minhhọamộtphầnvềcơsởdữliệumộtsốkếtquảphântíchchấtthảirắn .62 Hình3-13.ẢnhLandsattổhợpkênh541cáckhuvựcThạchKhê,HàTĩnh 63 Hình3-14.Sơđồthànhphầnthạchhọckhuvựcnghiêncứu .73 Hình3-15.Sơđồmậtđộđứtgãyvàlineament 74 Hình3-16.Sơđồvỏphonghóa 74 Hình3-17.Sơđồđịachấtcơngtrìnhkhuvựcnghiêncứu 75 Hình3-18.Sơđồđịachấtthủyvănkhuvựcnghiêncứu 76 Hình3-19.Sơđồloạihìnhđất(a),độdàytầngđất(b)vàthànhphầncơgiớiđất(c)khuvực .77 Hình3-20 Sơ đồ hướngdốcđịahình 78 Hình3-21.Sơđồhệthốngsơngsuốikhuvựcnghiêncứu 79 Hình3-22.Sơđồlớpphủthựcvậtkhuvựcnghiêncứu .79 Hình323.Sơđồphânbốmưalớnnhấttrong24h(a),sơđồbiểuthịsốngàymưa>75mm(b)vàSơđồbiểuthịsốngàym ưa>100mm(c) 80 Hình3-24.Sơđồhệthốnggiaothơngkhuvựcnghiêncứu 81 Hình3-25.Sơđồhiệntrạngsửdụngđấtkhuvựcnghiêncứu .81 Hình3-26.CácvịtríkhaitháckhốngsảntạikhuvựcQuỳHợp 81 Hình3-27.SơđồdựbáonguycơvàvịtrícácđiểmxảyrataibiếntheokếtquảtínhtốncủamơhìnhANN 87 Hình3-28.Biểuđồphânbốnguycơxảyrataibiếntheochỉsốnhạycảm(LSI) .87 Hình3-29.Phươngphápphânbậctheophânphốichuẩn 87 Hình3-30.Sơđồphânvùngnguycơxảyrataibiến 88 Hình3-31.Bảnđồđịahình(a)vàđộdốc(b)khuvựcnghiêncứu 90 Hình3-32.Sơđồmạnglướisơngsuối(a)vàmậtđộsơngsuối(b) 91 Hình3-34.Sơđồthảmthựcvậtkhuvựcnghiêncứu 91 Hình3-35.SơđồdựbáonguycơtrượtlởtheomơhìnhThốngkêBayes(a)vàphươngphápHệsốtincậy(b) 98 Hình336.KếtquảphânbậcnguycơtrượtlởtheomơhìnhThốngkêBayes(a)vàphươngphápHệsốtincậy(b) 99 Hình3-37.Sơđồdựbáonguycơlũbùnđá:a)hàngnăm,b)mùamưavàc)mùakhơ 103 Hình3-38.Sơ đồdựbáonguycơlũbùnđá: a)Lượngmưalớnnhấttrong24h, b)sốngàymưalớntrên75mmvàc)sốngàymưalớntrên100mm .103 Hình339.Sơđồvịtríkhaithácvàcáckhubịơnhiễmtạimỏthiếcsakhống,xãChâuThành,QuỳHợp,NghệAn.105 Hình3-40.Quytrìnhxácđịnhđườngcongđặctrưngđất-nướcvàhàmhệsốthấm .108 Hình3-41.Hàmhệsốthấmvàlựchútdính 108 Hình3-42.Hàmkhốilượngnướcvàlựchútdính 109 Hình3-43.CácđiềukiệnbiênvàlướitínhtốnchomặtcắtbãithảimỏthiếcsakhốngBảnCơ.109Hình344.Áplựcnướctrongđấtsaukhimơphỏng 109 Hình345.Kếtquảmơphỏngpháttánsau250ngày(a),500ngày(b),750ngày(c),1000ngày(d),1250ngày(e)và15 00ngày(f) .110 Hình346.SơđồvịtríbãithảivàcácdiệntíchơnhiễmmơitrườngtạimỏĐávơiChâuHồng,xãChâuTiến,QuỳHợp,N ghệAn 112 Hình3-47.CácđiềukiệnbiênvàlướitínhtốnchomặtcắtbãithảimỏđávơitrắngChâuHồng113Hình348.Áplựcnướctrongđấtsaukhimơphỏng 113 Hình349.Kếtquảmơphỏngpháttánsau250ngày(a),500ngày(b),750ngày(c),1000ngày(d),1250ngày(e),1500 ngày(f),1750ngày(g)và2000ngày(h), 114 Hình350.CácvùngdựbáonguycơơnhiễmmơitrườngliênquanđếncáchoạtđộngkhaitháckhốngsảntạiQuỳHợp, NghệAn 116 Hình351.CácvùngdựbáonguycơơnhiễmmơitrườngliênquanđếncáchoạtđộngkhaitháckhốngsảntạiThạchKh ê,HàTĩnh 117 Hình3-52.Cácchiếnlượcgiảmthiểurủirotaibiếnliênquanđếncáchoạtđộngkhống 130 Hình3-53.Mộtsốvịtríxảyrataibiếnliênquanđếncáchoạtđộngkhaitháckhốngsản .137 Hình3-54.NguycơvỡđậphồlắngvàbãithảiquặngđitạikhuvựcbảnNaKỳ,xãLiênHợp 137 Hình3-55 Cácvị trí cónguycơ tai biến cácxãa) Châu Hồngvàb) ChâuLộc .138 Hình3-56.Sơđồbốtríbãinổmìnvisaiphiđiệnđiểnhình 139