Giáo trình bảo vệ môi trường - Phần 2 Bảo vệ nước lục địa - Chương 1 pps

Năm 1959, Hội đồng Bộ trưởng Liên Xô đã thông qua nghị định “Về tăng cường kiểm soát nhμ nước đối với sử dụng nước ngầm vμ các biện pháp bảo vệ nó”, còn năm 1960, nghị định “Về những

sự phát triển các nghiên cứu

về bảo vệ tμi nguyên nước

1.1 Những luận điểm chung

Sử dụng hợp lý vμ bảo vệ tμi nguyên thiên nhiên - nhiệm

vụ quan trọng nhất của thời đại Những vấn đề sử dụng nước,

đặc biệt ở các quốc gia với tμi nguyên nước hạn chế, đang lμ nỗi

lo đặc biệt Hiểm họa không chỉ do sự cạn kiệt về lượng, mμ cả

do suy giảm chất lượng ở qui mô lớn, không cho phép sử dụng

tμi nguyên hiện có, đang trở nên hiện thực

Vì vậy, vấn đề sử dụng hợp lý tμi nguyên thiên nhiên vμ bảo vệ môi trường đang được rất chú ý ở cấp quốc gia vμ pháp

lý Thật vậy, ngay từ những năm đầu tiên tồn tại nhμ nước Xô viết, sở hữu quốc gia về nước đã được đề ra, mở ra những khả năng rộng lớn để sử dụng tổng hợp vμ có kế hoạch tμi nguyên nước nhằm phát triển kinh tế quốc dân, đồng thời bảo vệ nước khỏi ô nhiễm vμ cạn kiệt

Năm 1919, ở nước Nga đã thμnh lập Uỷ ban Trung ương về Bảo vệ nước, với nhiệm vụ nghiên cứu các thủy vực tiếp nhận nước thải từ các xí nghiệp, tìm kiếm các biện pháp đấu tranh chống ô nhiễm mọi nguồn nước, kiểm tra vμ tư vấn về mọi vấn

đề liên quan tới lμm sạch nước thải Năm 1947, Hội đồng Bộ

trưởng Liên Xô đã thông qua nghị định “Về những biện pháp

loại trừ ô nhiễm vμ bảo tồn vệ sinh các nguồn nước” Năm 1959,

Hội đồng Bộ trưởng Liên Xô đã thông qua nghị định “Về tăng

cường kiểm soát nhμ nước đối với sử dụng nước ngầm vμ các

biện pháp bảo vệ nó”, còn năm 1960, nghị định “Về những biện

pháp lập lại trật tự sử dụng vμ tăng cường bảo tồn tμi nguyên

nước ở Liên Xô“ Tương ứng với những nghị định nμy, đã thμnh

lập những cơ quan về bảo vệ tμi nguyên nước vμ xây dựng

những giải pháp giữ trong sạch các thủy vực

Trong nhiệm vụ của các cơ quan thuộc Thanh tra Nhμ nước

bao gồm việc thực hiện kiểm tra về sử dụng hợp lý tμi nguyên

nước của các xí nghiệp, tiến hμnh các biện pháp bảo vệ thủy vực

khỏi ô nhiễm, bẩn vμ cạn kiệt; thống kê tμi nguyên nước mặt vμ

đảm bảo sử dụng một cách có kế hoạch; xây dựng cân bằng thủy

lợi vμ những phương án sử dụng vμ bảo vệ tμi nguyên nước

tương lai; những kế hoạch vμ nguyên tắc sử dụng tổng hợp tμi

nguyên nước v.v

Theo nghị định trên, việc xây dựng vμ đưa vμo khai thác

những cơ sở công nghiệp chỉ được cho phép nếu tuân thủ toμn

bộ các biện pháp bảo vệ nước đảm bảo sự trong sạch của nguồn

nước mặt

Từ năm 1978, Tổng cục Khí tượng Thủy văn Liên Xô

chuyển đổi thμnh Uỷ ban Nhμ nước về Khí tượng Thủy văn vμ

Kiểm soát Môi trường Thiên nhiên Liên Xô - ủy ban Nhμ nước

về Khí tượng Thủy văn Liên Xô - được giao trách nhiệm nghiên

cứu các chỉ tiêu định tính vμ định lượng của nước mặt vμ biến

đổi của chúng do ảnh hưởng hoạt động kinh tế của con người

Từ giữa những năm bảy mươi, Tiêu chuẩn Nhμ nước Liên

Xô đã đề xuất hệ thống tiêu chuẩn trong lĩnh vực bảo vệ chất

lượng nước

Các cơ quan thanh tra vệ sinh của Bộ Y tế Liên Xô vμ các nước cộng hòa (các trạm vệ sinh - dịch tễ) thực hiện gìn giữ vệ sinh các thủy vực dùng trong cung cấp nước ăn, trong các mục

đích chữa bệnh vμ nghỉ dưỡng cũng như các mục đích khác

Bộ Ngư nghiệp, thông qua các cơ quan bảo ngư, phải thực hiện công tác thanh sát đối với các thủy vực có giá trị kinh tế nghề cá

Bộ Địa chất có chức năng kiểm soát việc sử dụng nước ngầm vμ bảo vệ chúng khỏi cạn kiệt vμ ô nhiễm

ở tất cả các nước cộng hoμ thuộc Liên bang có các đạo luật

về bảo vệ thiên nhiên, trong đó vấn đề về bảo vệ nước chiếm vị trí quan trọng Trong luật hình sự của các nước cộng hoμ, việc lμm ô nhiễm các thủy vực được quy vμo trách nhiệm hình sự

Năm 1970, đã thông qua “Cơ sở pháp chế về nước của Liên

Xô vμ các nước cộng hoμ liên bang” Bằng văn bản pháp chế nμy

đã khẳng định rằng nước tự nhiên lμ tμi sản toμn dân, sử dụng hợp lý vμ bảo vệ chúng khỏi ô nhiễm lμ sự nghiệp quan trọng quốc gia Những xí nghiệp vμ tổ chức nμo có hoạt động lμm ảnh hưởng đến trạng thái nước phải có trách nhiệm tiến hμnh các biện pháp công nghệ, cải tạo đất - rừng, kĩ thuật nông nghiệp, thủy công, vệ sinh vμ các biện pháp khác đảm bảo giữ nước khỏi

ô nhiễm, bẩn vμ cạn kiệt, cũng như cải thiện tình hình vμ chế

độ nước Các biện pháp bảo vệ nước được bao hμm trong kế hoạch nhμ nước về phát triển kinh tế quốc dân

Chúng ta đang xây dựng vμ hoμn thiện những quy tắc bảo

vệ nước trong khi sử dụng “Những quy chế bảo vệ nước mặt khỏi ô nhiễm bởi nước thải” hiện hμnh cũng đang được thường xuyên điều chỉnh vμ hoμn thiện

Khai thác tμi nguyên nước, ngμy cμng có nhiều xí nghiệp trở nên liên quan lẫn nhau khi giải quyết các vấn đề kinh tế

nước Vì vậy, trong khi đánh giá sử dụng nước mặt vμ nước

ngầm hiện nay vμ trong tương lai, trong khi tìm hiểu các vùng

thiếu tμi nguyên nước tạm thời vμ thường xuyên, thì việc điều

chỉnh lại các cán cân nhu cầu nước ở các vùng lãnh thổ có ý

nghĩa to lớn

Cán cân nước lμ cơ sở của các sơ đồ tổng thể, vùng vμ lưu

vực về việc sử dụng tổng hợp vμ bảo vệ tμi nguyên nước cho mọi

thời kỳ

Trong những năm 70, chúng ta đã thông qua hμng loạt

những quyết sách nhằm tăng cường bảo vệ thiên nhiên vμ một

số đối tượng nước lớn

Trong “Chiến lược toμn cầu bảo vệ thiên nhiên” thông qua

tại Đại hội đồng Liên minh Quốc tế về Bảo vệ Tự nhiên vμ Tμi

nguyên Thiên nhiên, khóa 14, năm 1979 đã nêu: “Mỗi dân tộc

vμ mỗi vùng trên thế giới cần tuyên bố công khai ở cấp cao nhất

chấp nhận những nghĩa vụ về bảo vệ thiên nhiên Những nghĩa

vụ đó cần phải bao gồm việc đảm bảo phát triển chiến lược quốc

gia hoặc khu vực về bảo vệ thiên nhiên vμ chương trình thực

hiện nó Một cách lý tưởng, những nghĩa vụ về bảo vệ thiên

nhiên cần được đưa vμo hiến pháp quốc gia của đất nước” Điều

nμy đã phản ánh tại điều 18, Hiến pháp Liên Xô, trong đó viết:

“Vì quyền lợi của các thế hệ hôm nay vμ tương lai, ở Liên Xô

chấp nhận những biện pháp cần thiết để bảo vệ vμ sử dụng hợp

lý, có căn cứ khoa học đất vμ lòng đất, tμi nguyên nước, giới thực

vật vμ động vật, để gìn giữ sự trong sạch của không khí vμ nước,

đảm bảo tái tạo của cải tự nhiên vμ cải thiện môi trường xung

quanh con người” Tại điều 67, Hiến pháp Liên Xô đã ghi: “Công

dân Liên Xô có trách nhiệm gìn giữ thiên nhiên, bảo vệ của cải

tự nhiên”

ở Liên Xô việc bảo vệ thiên nhiên lμ một bộ phận của chính

sách quốc gia, còn những biện pháp bảo vệ thiên nhiên lμ bộ

phận cấu thμnh trong các kế hoạch nhμ nước Tuy nhiên, nếu như ở cấp độ lập pháp quốc gia, thái độ đối với các vấn đề bảo vệ tμi nguyên nước đã được đề cao thích đáng, thì các cơ quan thực thi không hiếm khi còn chưa có những biện pháp cần thiết về bảo vệ nước khỏi ô nhiễm vμ cạn kiệt, để cho nảy sinh những vấn đề nổi cộm như về các biển Aral, Azov vμ Kaspi, các hồ Bai can vμ Ladoga, lưu vực sông Vonga vμ nhiều đối tượng nước địa phương khác

1.2 Tμi nguyên nước của Liên Xô

Khái niệm “tμi nguyên nước” bao gồm mọi loại nướcở trạng thái tự do (không liên kết hóa học) của hμnh tinh chúng ta: nước mặt vμ nước ngầm, ẩm lượng trong đất, nước băng hμ, hồ, thủy vực nhân tạo được nhân loại sử dụng hay có thể sử dụng với mức độ phát triển hiện có của lực lượng sản xuất

Hiện nay, tμi nguyên nước chính ở nướcta lμ nước ngọt mặt

vμ ngầm, có thể khai thác được

Về tμi nguyên nước, nước ta chiếm vị trí thứ nhất trên thế giới Tại Liên Xô, tổng trữ lượng nước ngọt (không tính nước ngầm) được đánh giá cỡ 45.000 km3

, ngoμi ra, hμng năm lại tái tạo (tổng dòng chảy sông) khoảng 4.720 km3

so với trung bình các nước trên Trái Đất Suất đảm bảo nước

riêng lãnh thổ Liên Xô được ước lượng 6 l/(s.km ), nếu tính trên

một đầu người thì trung bình có 55 m3

/ngμy Phân bố tμi nguyên nước mặt trên lãnh thổ Liên Xô rất không đồng đều

Hơn 64 % thuộc về các lưu vực Bắc Băng Dương, 22 % - các lưu

vực Thái Bình Dương vμ hơn 13 % - các lưu vực Đại Tây Dương,

biển Kaspi vμ Azov Trên phần châu Âu của Liên Xô, lãnh thổ

đông dân nhất của đất nước, chỉ có khoảng 1/4 tμi nguyên nước

Bảng 1.1 Tμi nguyên nước các vùng kinh tế ở Liên Xô năm 1980

Tμi nguyên nước (km 3 /năm) Vùng kinh tế Diện tích

(ngμn km 2 ) Hình thμnh tại chỗ Tổng Phía bắc 1466,3 494 511,6

Bảng 1.2 Phân bố dòng chảy trung bình nhiều năm theo mùa

Dòng chảy mùa, % của dòng chảy

năm Vùng

Xuân Hè - thu Đông Phía nam Zavolja, cận Ural, phía

bắc vμ Trung tâm Kazacstan 90-95 4-8 1-2

Đông Xibia 70-80 15-25 5 Phía bắc phần châu Âu Liên Xô vμ

Cận Ban Tích 55-65 25-35 10-20 Tây vμ tây nam phần châu Âu Liên

Tây Xibia 45-55 35-45 10 Cực bắc vμ đông bắc Xiabia 40-50 45-55 5 Viễn Đông, Camtraka, Zabaican 30-40 55-65 5

Như vậy, các vùng tây bắc, bắc vμ đông lμ những vùng được

đảm bảo nhất về mặt tμi nguyên nước, tỷ phần của các vùng đó bằng gần một nửa lãnh thổ Liên bang vμ gần 80 % toμn bộ tμi nguyên nước Trong phương diện kinh tế, các vùng nμy lμ những vùng kém phát triển vμ ít dân cư hơn

Tổng dòng chảy của các sông lớn hay nhóm sông Liên Xô trải qua nhiều năm không biến đổi đáng kể Sự phân bố dòng chảy theo mùa đặc trưng bởi tỷ lệ khá ổn định so với dòng chảy năm (bảng 1.2)

Với mục đích thoả mãn mọi nhu cầu về nước của các lĩnh vựckinh tế quốc dân khác nhau, đặc biệt lμ ở các lưu vực sông, nơi sự phân bố nước trong năm không đồng đều, người ta đã xây dựng các hồ chứa Chúng phục vụ cho việc điều tiết dòng chảy,

sử dụng cho thủy năng, tưới, chống ngập vμ các mục đích khác

Trong các hồ tập trung phần lớn trữ lượng nước ngọt của

đất nước Tại Liên Xô thống kê được gần 3 triệu hồ, trong đó 95

% lμ hồ nước ngọt Tổng diện tích mặt hồ bằng gần 500 ngμn

km2

, hay khoảng 2 % lãnh thổ đất nước Chủ yếu lμ các thủy

vực không lớn

Khi sử dụng tμi nguyên nước hồ, nhất thiết phải tính đến

các đặc điểm chế độ của nó: nước hồ thuộc loại tμi nguyên chậm

tái tạo Trung bình đối với hồ lớn, tỷ phần nước tái tạo hμng

năm chỉ bằng 1,5 % tổng trữ lượng, mặc dù chỉ số nμy biến đổi

trong phạm vi khá rộng Thật vậy, đối với Baican nó chiếm 0,3

%, còn đối với hồ Chuđski vμ Pskovski gộp lại lμ 57 % Ngoμi ra,

cần tính đến một đặc điểm nữa của hồ - khả năng tích tụ của

chúng Do xói lở vμ phát thải nước thải vμo hồ diễn ra sự lắng

đọng vμ tích tụ các sản phẩm khác nhau Kết quả lμ hồ bị ô

nhiễm, thay đổi chế độ của chúng

Cμng ngμy nước ngầm cμng khẳng định ý nghĩa kinh tế

nước to lớn của nó Theo số liệu của N N Phavorin, hμng năm

Hiện nay, thể tích nước ngầm sử dụng ở Liên Xôđạt 5ư 6 %

trữ lượng dự báo Khi sử dụng nước ngầm, cần phải theo dõi tới

việc khai thác đúng đắn, không để cho sản lượng các giếng

khoan giảm đột ngột, sự hạ thấp mực nước trong nó, sự thay đổi

thμnh phần chất lượng, không để cho tạo thμnh các phễu mặt

nước - những hiện tượng ảnh hưởng xấu đến việc cung ứng nước

cho toμn bộ lãnh thổ lân cận

Vì nước ngầm trong nhiều vùng lμ nguồn nuôi dưỡng các

sông, nên khai thác nước ngầm tất nhiên ảnh hưởng tới chế độ

nước mặt Tất cả điều đó cần phải tính đến vμ phải khai thác

cácmặt nước ngầm một cách đúng đắn

Thông tin về trạng thái số lượng vμ chất lượng nước tự nhiên cần thiết để cho các chuyên gia thủy văn có thể nhận

được trong các ấn phẩm chuyên ngμnh của Thủy bạ Quốc gia.

Trong các ấn phẩm nμy đã tập trung mọi thông tin về chế độ nước mặt vμ nước ngầm, cũng như các dữ liệu về sử dụng chúng bởi các ngμnh kinh tế quốc dân khác nhau

Như vậy, những ấn phẩm của Thủy bạ Quốc gia cho phép không chỉ thống nhất các thông tinđược tích luỹ về chế độ thủy văn của đối tượng nước, mμ còn sử dụng nó cho việc sử dụng hợp lý, có kế hoạch vμ bảo vệ tμi nguyên nước

Các thông tin thủy bạ về chế độ của các đối tượng nước cho phép:

- đưa ra những quyết định về cải tạo việc sử dụng nước vμ bảo vệ tμi nguyên nước ở các tổ hợp sản xuất đang hoạt động, ở các thμnh phố vμ vùng nông thôn;

- lập vμ hiệu chỉnh các cán cân kinh tế nước như lμ các những bộ phận riêng biệt của lưu vực sông, cũng như đối với toμn lưu vực nói chung;

- đánh giá ảnh hưởng của các dạng hoạt động kinh tế khác nhau tới chế độ thủy văn của các đối tượng nước;

- dự báo việc sử dụng tμi nguyên nước có tính đến mối tương tác của các nhân tố khác nhau

1.3 Những đối tượng sử dụng nước chính

Theo mức độ phát triển của mình, nhân loại tiêu thụ nước ngμy cμng nhiều để thoả mãn những nhu cầu đa dạng: cấp nước sinh hoạt, công nghiệp, sản xuất điện năng, tưới tiêu đất đai, giao thông, ngư nghiệp v.v Không có một lĩnh vực nμo của kinh tế quốc dân mμ không sử dụng nước

So sánh sự tăng trưởng dân số, sự phát triển của một số

lĩnh vực công nghiệp vμ sự tăng nhu cầu dùng nước trong nền

kinh tế quốc dân của Liên Xô cho thấy rằng, từ năm 1960 đến

1980 tổng lượng tiêu thụ nước đã tăng hai lần Trong những

năm tới đây, nhu cầu đầy đủ hμng năm của nền kinh tế quốc

dân Liên Xô về tμi nguyên nước sẽ bằng khoảng 500 km3, còn

trong một tương lai xa hơn sẽ lμ 700ư800 km3

Hiện nay, đối với toμn cầu, vấn đề đảm bảo nước sạch cho

nhân loại đang trở thanh vấn đề cơ bản, bởi vì tμi nguyên nước

ngọt hiện có ở nhiều khu vực tỏ ra không đủ để thoả mãn những

nhu cầu của dân cư đang tăng nhanh, công nghiệp vμ kinh tế

nông nghiệp đang phát triển mạnh mẽ

Để sử dụng hợp lý tμi nguyên nước, trước hết phải biết cần

lượng nước bằng bao nhiêu để thoả mãn tất cả các đối tượng

dùng nước không chỉ ở ngμy hôm nay mμ còn cả trong tương lai

Tất cả các lĩnh vực kinh tế xét theo quan hệ đối với tμi

nguyên nước được phân chia thμnh: những người tiêu dùng

nước vμ những người sử dụng nước

Những người tiêu dùng nước lấy nước trực tiếp từ nguồn,

sử dụng để chế tạo sản phẩm công nghiệp vμ nông nghiệp hoặc

các nhu cầu sinh hoạt của cư dân, sau đó hoμn trả vμo đối tượng

nước, nhưng ở một nơi khác, với số lượng ít hơn vμ chất lượng

khác đi

Những người sử dụng nước không trực tiếp lấy nước từ

nguồn mμ sử dụng nước như lμ môi trường (giao thông thủy,

nghề cá, thể thao ) hay như lμ nguồn năng lượng (trạm thủy

năng) Tuy nhiên, họ cũng có thể lμm thay đổi chất lượng nước

(ví dụ như giao thông thủy)

Cần lưu ý rằng, với việc sử dụng tμi nguyên nước một cách

tổng hợp hiện nay, thì ranh giới giữa các nhμ tiêu dùng nước vμ

các nhμ sử dụng nước bị lu mờ Thí dụ, khi xây dựng các hồ chứa lớn để sản xuất điện năng, không chỉ chế độ thủy văn vμ chất lượng nước thay đổi về căn bản, mμ còn diễn ra sự gia tăng tổn thất nước do bốc hơi, tức bản thân hồ chứa đóng vai lμ nhμ tiêu dùng nước

Do đó, khi xem xét ảnh hưởng của các dạng hoạt động kinh

tế khác nhau tới những biến đổi số lượng vμ chất lượng tμi nguyên nước, hợp lý nhất lμ sử dụng thuật ngữ “nhμ dùng nước”

Sử dụng nước, tùy thuộc vμo mục đích, có thể phân thμnh

sử dụng lμm nước uống, công cộng, nông nghiệp, công nghiệp, giao thông v.v

Để đảm bảo nước cho các nhμ sử dụng cần có một tổ hợp công trình kỹ thuật thủy đặc thù - hệ thống cấp nước

Nét đặc trưng của nửa cuối thế kỷ XX lμ nhu cầu dùng nước ngμy cμng tăng ở tất cả các nước trên thế giới Trong bảng 1.3 trình bμy tỷ phần sử dụng nước trong các lĩnh vực sử dụng nước chính so với tổng lượng tiêu dùng nước trong nước

Chúng ta sẽ xem xét chi tiết hơn về các dạng sử dụng nước

Bảng 1.3 Sử dụng nước trong các nhóm dùng nước chính, % so với tổng nhu cầu

Nhóm nhμ sử dụng Liên Xô Mỹ Pháp Phần Lan

Cung cấp nước cho cư dân liên quan tới việc sử dụng

nước để uống vμ các nhu cầu sinh hoạt - công cộng Nhu cầu sinh hoạt - công cộng bao gồm hệ thống cấp nước tập trung để

đảm bảo hoạt động bình thường của các xí nghiệp phục vụ công

cộng, rửa đường phố, tưới cây, chống cháy v.v Tổng thể tích

nước sử dụng cho nhu cầu dân cư được xác định bằng lượng tiêu

thụ riêng riêng vμ dân số Lượng tiêu thụ riêng được tính như lμ

thể tích nước ngμy bằng lít trên một đầu người ở thμnh phố hay

lμng quê Các giá trị lượng tiêu thụ riêng thay đổi trong một

phạm vi khá rộng: từ 200-600 l/ ngμy một người ở thμnh phố

đến 100-200 l/ ngμy một người ở nông thôn, khi thiếu đường

dẫn nước chỉ có 30-50 l/ngμy một người Lượng tiêu thụ nước

riêng ở thμnh phố phụ thuộc vμo mức sống (sự hiện diện của

đường ống nước, kênh dẫn, cấp nước nóng tập trung v.v ) tương

ứng với các chuẩn mực hiện hμnh (bảng 1.4)

Bảng 1.4 Tiêu chuẩn dùng nước uống tại các điểm cư dân ở Liên Xô

(l/ ngμy cho 1 người) Tiêu cuẩn dùng nước Hệ số bất đồng đều Mức độ cơ sở vật chất

Trung bình Cực đại K ngμy K giờ

ở các thμnh phố lớn mức sống cao trên Trái Đất hiện nay

lượng tiêu thụ nước riêng lμ: Matxcơva vμ New York - 600 l/

ngμy một người, Pari vμ Lêningrat - 500, Luân đôn - 263 l/

ngμy một người (Belitrenco, Svexov, 1986)

Sự tăng trưởng liên tục nhu cầu dùng nước liên quan tới

n

g K NqK

Q= , (1.1) với Nư dân số trong tương lai; qư chuẩn nhu cầu dùng nước trung bình ngμy, l; K n ư hệ số bất đồng đều ngμy; K g ư hệ số bất đồng đều theo giờ

Để đặc trưng định lượng về sử dụng tμi nguyên nước, điều quan trọng lμ cần biết không chỉ tổng thể tích lấy nước, mμ cả lượng tiêu thụ nước không hoμn lại Lượng tiêu thụ nước không hoμn lại thường được tính bằng % của thể tích được cấp vμ phụ thuộc vμo những điều kiện địa lý tự nhiên địa phương

Trong điều kiện sự sử dụng nước của dân cư, phần lớn nước sau khi sử dụng sẽ hoμn trả vμo mạng lưới thủy văn dưới dạng nước thải, phần còn lại tiêu phí cho bốc hơi (tổn thất không hoμn lại)

Tại Mỹ vμ Liên Xô, tỷ phần tiêu thụ nước không hoμn lại bằng 10-20 % thể tích nước cấp, ở các nước TâyÂu lμ 5-10 % Khi bảo đảm nước cho cư dân nông thôn, tỷ phần nước tiêu thụ không hoμn lại cao hơn nhiều (20-40 % thể tích cấp) vμ phụ thuộc cả vμo thể tích của nó cũng như vμo các điều kiện khí hậu, sự hiện diện hệ thống kênh v.v

Về tổng thể, đối với Trái Đất, thể tích tiêu thụ nước không hoμn lại, ví dụ, năm 1970 được ước lượng bằng 20 km3, tức khoảng 17 % tổng lượng cấp cho các mục đích nμy [1]

Cung cấp nước cho công nghiệp Nhu cầu nước của

công nghiệp dao động trong một phạm vi rộng vμ phụ thuộc

không chỉ vμo lĩnh vực, mμ còn vμo công nghệ của quá trình sản

xuất đang sử dụng, vμo hệ thống cấp nước (thải thẳng hay quay

vòng), các điều kiện khí hậu v.v

Trong hệ thống cấp nước cho xí nghiệp kiểu thải thẳng,

nước từ nguồn được đưa tới các đối tượng dùng riêng biệt của tổ

hợp sản xuất, được sử dụng trong quá trình sản xuất sản phẩm,

sau đó theo các tuyến kênh đi vμo những hệ thống lμm sạch,

cuối cùng thải vμo sông suối hoặc thủy vực ở một khoảng cách

phù hợp cách nơi lấy nước Với hệ thống cấp nước thải thẳng,

thì lượng nước bị tiêu thụ lớn hơn, tuy nhiên lượng tiêu thụ

không hoμn lại nhỏ

Trong hệ thống cấp nước kiểu quay vòng, nước thải sau khi

lμm sạch, không phát thải vμo thủy vực, mμ dùng lại nhiều lần

trong quá trình sản xuất, được tái sinh sau mỗi chu kỳ sản

xuất Lưu lượng nước trong sơ đồ cấp nước kiểu nμy không lớn

vμ được xác định bằng lưu lượng cần thiết để bổ sung nhu cầu

dùng nước không hoμn lại trong quá trình sản xuất vμ tái sinh,

cũng như thay thế tuần hoμn nước trong các chu trình quay

vòng Thí dụ, nếu trạm nhiệt điện công suất 1 triệu kW, với chế

độ cấp nước thải thẳng, hμng năm tiêu thụ 1,5 km3 nước, thì với

hệ thống cấp nước quay vòng chỉ cần 0,12 km3

, tức 13 lần ít hơn

Sự phụ thuộc của thể tích tiêu thụ nước công nghiệp vμo

các điều kiện khí hậu như sau: thông thường, những xí nghiệp

cùng một ngμnh phân bố ở các vùng phía bắc tiêu thụ nước ít

hơn nhiều so với các xí nghiệp phân bố ở các vùng phía nam với

nhiệt độ không khí cao

Để đánh giá thể tích tiêu thụ nước công nghiệp, người ta sử

dụng khái niệm “dung tích sản xuất” Dung tích sản xuất - đó lμ

lượng nước (m3) cần để sản xuất một tấn thμnh phẩm Dung

tích sản xuất của một số dạng sản xuất khác nhau dao động

tử còn lớn hơn nhiều (1,5-2 lần lớn hơn so với những nhμ máy nhiệt điện)

Thế kỷ XX đặc trưng bởi sự gia tăng sử dụng nước công

nghiệp ngμy cμng nhanh Thí dụ, nếu năm 1900 trên toμn thế giới đã sử dụng 30 km3

nước cho các nhu cầu công nghiệp, thì năm 1950 đã lμ 190 km3

90 % toμn bộ lượng nước cấp công nghiệp Tuy nhiên, lượng tiêu thụ nước không hoμn lại trong công nghiệp không lớn vμ bằng 5-10 % tổng thể tích nước cấp, trong ngμnh nhiệt điện còn nhỏ hơn nữa - 0,5-2 %

Nhu cầu dùng nước nông nghiệp Ngμnh nông nghiệp

hiện nay lμ một trong các nhμ dùng nước chính, liên quan trước

hết tới sự tăng diện tích đất tưới Sự phát triển của nó lμ do sự

tất yếu phải đảm bảo sản phẩm dinh dưỡng cho nhân loại Mặc

dù hiện nay không quá 15 % diện tích tất cả đất nông nghiệp

được tưới nước, nhưng tỷ phần sản phẩm nông nghiệp từ đất

được tưới lại chiếm tới hơn 50 % toμn sản phẩm về giá trị Trong

điều kiện nhịp độ gia tăng dân số nhanh vμ sự thiếu thực phẩm

trầm trọng, tác động tới 2/3 cư dân của Trái Đất, thì công tác

tưới đất canh tác có một vai trò ngμy cμng to lớn để tăng ngμnh

nông nghiệp

Diện tích đất được tưới trên thế giới không ngừng tăng: nếu

vμo đầu thế kỷ XX bằng 40 triệu ha, thì đến năm 1970 đã lμ 235

triệu ha, tức tăng 6 lần, còn con số dự báo cho năm 2000 lμ 420

triệu ha

Tổng chi phí nước cho tưới đất phụ thuộc vμo diện tích đất

được tưới, lượng tiêu thụ riêng, dạng cây nông nghiệp vμ lượng

nước hoμn lại Lượng tiêu thụ riêng được biểu diễn bằng m3

nước bị chi phí để tưới 1 ha đất

ở nước ta, đối với những loại cây trồng chính người ta chấp

nhận những mức tưới giới hạn như sau:

Lượng tiêu thụ nước riêng vμ lượng nước hoμn lại phụ

thuộc vμo các điều kiện địa lý tự nhiên của vùng, thμnh phần

cây trồng nông nghiệp, tình trạng kỹ thuật của hệ thống tưới vμ

phương pháp tưới đang sử dụng Lượng nước hoμn lại được biểu thị bằng % lượng nước cấp phát

Lượng tiêu phí nước không hoμn lại khi tưới (do bốc hơi)

đạt những giá trị rất lớn Theo số liệu của một số tác giả, lượng

Hồ chứa Việc xây dựng hồ chứa dẫn đến thay đổi về căn

bản sự phân bố dòng chảy sông ngòi theo thời gian, lμm tăng tμi nguyên nước của vùng trong thời kỳ tới hạn vμ trong các năm ít

nước Đồng thời, do lμm ngập những lãnh thổ lớn, hồ chứa lμm

tăng một cách đáng kể sự bốc hơi từ mặt nước (đặc biệt lμ ở các vùng thiếu ẩm) vμ dẫn tới lμm giảm tμi nguyên nước tổng cộng

của vùng Trong trường hợp nμy, hồ chứa đóng vai trò như lμ

một nhμ dùng nước Số hồ chứa ở nước ta, cũng như trên khắp thế giới, không ngừng tăng Đến nay, ở những vùng khác nhau của Liên Xô đã xây dựng gần 1000 hồ chứa với thể tích hơn 1 triệu m3

mỗi hồ Tỏng diện tích mặt nước các hồ chứa ở Liên Xô vượt quá 65 ngμn km2

Lượng tổn thất bổ sung do bốc hơi khi xây dựng hồ chứa

được tính bằng hiệu giữa các giá trị bốc hơi từ mặt nước hồ chứa

vμ từ lãnh thổ tương ứng trước khi ngập nước Thí dụ, đối với ba

hồ chứa lớn ở nước ta, đã nhận được các giá trị tổn thất nước bổ sung sau đây do bốc hơi hμng năm:

Hồ chứa Tổn thất nước, kmKuibưsev 1,2

Vongagrad 1,1

Buktamin 1,5

Sự tăng số lượng các hồ chứa vμ sự tăng tương ứng diện

tích mặt nước của chúng dẫn lμm tăng liên tụclượng tổn thất

nước do bốc hơi (nhu cầu dùng nước của hồ chứa) Về diễn biến

các lượng tổn thất nμy ở Liên Xô vμ Hoa Kỳ được dẫn trong

Nhu cầu dùng nước tổng cộng Vì nguồn bảo đảm nước

chính cho nhiều nhu cầu của nhân loại lμ nước mặt, chủ yếu lμ

tμi nguyên nước tái tạo, tức dòng nước sông, nên việc so sánh

các lượng tiêu thụ hiện tại vμ tương lai với tổng dòng chảy sông

(Belitrenko, Svexov, 1986) So sánh các tμi nguyên hiện có vμ

thể tích nhu cầu dùng nước cho thấy rằng, hiện nay chúng ta

đang tiêu thụ khoảng 7 % dòng chảy sông ngòi mỗi năm, còn tới

năm 2000 chúng ta sẽ tiêu thụ 17 % Đối với toμn Trái Đất những giá trị nμy cũng có cỡ tương tự như vậy (bảng4.6)

Bảng 1.6 Dòng chảy năm tổng cộng vμ nhu cầu dùng nước

Nhu cầu dùng nước, % của dòng chảy

đầy đủ hoμn lạikhông đầy đủ hoμn lại không Lục địa

Dòng chảy năm tổng cộng km 3

1970 2000 Lục địa á - Âu

á 14410 10,4 7,6 22,7 13,9 Châu Phi 4570 2,8 2,2 3,3 5,5 Bắc Mỹ 8200 6,6 2,0 15,8 3,4 Nam Mỹ 11760 0,6 0,4 2,6 1,1 Ôstralia (cả châu Đại

dương)

2390 1,0 0,5 2,5 1,2 Toμn Trái Đất 44540 5,8 3,4 13,0 5,7

1.4 Những biến đổi định lượng vμ định tính của tμi nguyên nước do ảnh hưởng hoạt động kinh tế

Chất lượng nước bị chi phối bởi các nhân tố tự nhiên cũng

không chỉlμm thay đổi lượng nước dùng cho một lĩnh vực hoạt

động kinh tế nμo đó, mμ còn lμm thay đổi các thμnh phần cán cân nước, chế độ thủy văn của đối tượng nước vμ cái chính nhất

lμ thay đổi chất lượng nước Điều đó được giải thích lμ do đa số sông ngòi vμ hồ đồng thời vừa lμ nguồn cấp nước, vừa lμ nơi tiếp nhận các dòng chảy thải sinh hoạt - công cộng, công nghiệp vμ nông nghiệp.Điều nμy dẫn đến những vùng đông dân trên địa cầu hiện nay không còn những hệ thống sông lớn với chế độ

thủy văn vμ thμnh phần hóa học tự nhiên, không bị phá hủy bởi

hoạt động nhân sinh

Những dạng hoạt động kinh tế chủ yếu, gây ảnh hưởng lớn

nhất đến những biến đổi định lượng vμ định tính tμi nguyên

nước lμ: nhu cầu dùng nước cho công nghiệp vμ nhu cầu công

cộng, phát thải nước thải, chuyển đổi dòng chảy, đô thị hóa,

thμnh lập hồ chứa, tưới vμ lμm ngập đất khô, tiêu, các biện

pháp nông lâm nghiệp v.v Trong đó, trên mỗi đoạn trữ nước,

đồng thời có thể tác động nếu không phải lμ tất cả thì cũng số

nhiều trong các nhân tố kể trên Do đó, khi kế hoạch hóa kinh

tế nước vμ điều tiết chất lượng nước, cần tính đến ảnh hưởng

của từng nhân tố trong số đó một cách riêng biệt vμ một cách

tổng thể Khi xem xét mỗi nhân tố, chúng ta động chạm tới hai

vấn đề: thay đổi chế độ thủy văn vμ thể tích dòng chảy vμ sự

thay đổi chất lượng tμi nguyên nước Do các tác động nhân sinh,

nước tự nhiên bị ô nhiễm, tức thμnh phần vμ tính chất của nó bị

thay đổi, lμm giảm chất lượng nước để sử dụng Nguy hiểm nhất

đối với nước tự nhiên vμ sinh vật lμ những chất thải phóng xạ

Nước ô nhiễm có thể trở nên vô dụng đối với những người sử

dụng nước nhất định Cho nên, vì sao khi đánh giá ảnh hưởng

của hoạt động kinh tế tới tμi nguyên nước, cần phải tính đến

không chỉ những biến đổi về lượng của nómμ cả về chất

Công nghiệp Đặc điểm sử dụng nước trong công nghiệp lμ

ở chỗ phần lớn nước sau khi sử dụng trong quá trình sản xuất

được trả lại vμo sông ngòi vμ hồ ở dạng nước thải Nhu cầu dùng

nước không hoμn lại chiếm phần không lớn trong nước dùng

(5-10 %) vμ không thể ảnh đáng kể tới sự thay đổi về lượng tμi

nguyên nước các khu vực lớn Nhưng chất lượng nước ở nguồn

do ảnh hưởng của dòng chảy công nghiệp biến đổi rất mạnh, tức

phát thải nước thải dẫn tới ô nhiễm sông suối vμ thủy vực

Lượng nước vμ thμnh phần chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp phụ thuộc vμo dạng sản xuất, nguyên liệu, các sản phẩm phụ tham gia vμocác quá trình công nghệ

Ngoμi ra, thμnh phần nước thải của một nhμ máy cụ thể phụ thuộc vμo công nghệ hiện dùng ở nhμ máy, vμo dạng vμ sự hoμn thiện của máy móc v.v Thμnh phần nước thải công nghiệp rất đa dạng, vμ thậm chí đối với một vμ chỉ một ngμnh sản xuất, cũng dao động trong phạm vi vô cùng rộng lớn Với sự xuất hiện các ngμnh công nghiệp mới (hóa dầu, tổng hợp chất hữu cơ v.v ) sử dụng ngμy cμng nhiều các hợp chất hóa học mới, dẫn đến tăng tiếp tục nước thải công nghiệp vμ lμm phức tạp hóa thμnh phần của chúng

Lμm nước mặt bị ô nhiễm mạnh nhất lμ các ngμnh công nghiệp như luyện kim, hóa học, giấy - xenlulô, chế biến dầu Những chất ô nhiễm chủ yếu trong nước thải của các ngμnhcông nghiệp nμy lμ: dầu, phenol, kim loại mμu, các hợp chất phức tạp Theo kết quả quan trắc những năm gần đây, nước mặt ở nước ta bị ô nhiễm bởi sản phẩm dầu trong 80 % các trường hợp, phenol - 60 %, kim loại nặng - 40 %

Dầu vμ các sản phẩm dầu không phải lμthμnh tốtự nhiên của thμnh phần nước sông vμ thủy vực, cho nên sự xuất hiện chúng trong các đối tượng nước có thể coi lμ ô nhiễm Sự có mặt các sản phẩm dầu trong nước được phản ánh ở sự phát triển của trứng cá vμ cá bột, ở số lượng vμ thμnh phần nguồn thức ăn trong sông, ở chất lượng vμ sự thích hợp của thức ăn cho cá khai thác.Sự thμnh tạo các mμng váng trên mặt nước lμm giảm khả năng tự lμm sạch của thủy vực Sự phân hủy sinh hóa các sản phẩm dầu trong nước mặt diễn ra rất chậm Tốc độ ôxy hóa sinh hóa phụ thuộc vμo nhiều nhân tố: nhiệt độ nước, sự có mặt của

ôxy vμ các dưỡng chất, thμnh phần hóa học của các sản phẩm dầu phát thải, sự có mặt của các thực vật bậc cao trong nước

v.v Tuy nhiên, thậm chí trong các điều kiện thuận lợi, sự phân

hủy dầu dạng lơ lửng vμ dạng hoμ tan trong nước(sự phân rã vμ

loại ra khỏi thủy vực) diễn ra không nhanh hơn 100-150 ngμy

Ô nhiễm nước mặt bởi phenol (thường lμ các dạng phenol

một nguyên tử dễ bay hơi, lμ dạng độc nhất trong nhóm hợp

chất nμy) dẫn tới lμm rối loạn những quá trình sinh học trong

các đối tượng nước

Do hoạt động của các xí nghiệp hóa chất, một lượng lớn các

hợp chất hữu cơ đa dạng về thμnh phần vμ tính chất, trong số

đó có những chất từ trước đến nay không tồn tại trong tự nhiên,

sẽ đi vμo các thủy vực Một phần các chất nμy có hoạt tính sinh

học rất cao, rất ít chịu lμm sạch sinh học vμ tác động của các tác

nhân vật lý,tức lμ rất khó tách ra khỏi nước thải Trong số các

chất đó, các chất tẩy rửa tổng hợp có vị đặc biệt - đó lμ những

chất tẩy đang được sản xuất rất nhiều ở các nước Theo các

nghiên cứu ở Mỹ, đã xác định được rằng, việc sử dụng các chất

tẩy dẫn đến lμm tăng mạnh hμm lượng phôtpho trong các sông

ở Mỹ vμ điều đó gây nên phát triển mạnh thủy thực vật, đổi

mμu nước sông vμ thủy vực, cạn kiệt ôxy trong khối nước Đặc

điểm tiêu cực thứ hai của các chất tẩy lμ ở chỗ chúng rất cản trở

sự vận hμnh của các công trình kênh dẫn, lμm giảm các quá

trình kết vón trong khi lμm sạch nước ở các trạm dẫn nước

Nước thải chứa nhiều đồng vμ kẽm gây tác động rất bất lợi

tới sông Hμm lượng đồng vμ kẽm trong các thủy vực chưa ô

nhiễm không lớn vμ phụ thuộc vμo các điều kiện địa lý tự nhiên

hình thμnh nên thμnh phần hóa học của nước, dao động mùa

của nhiệt độ vμ chế độ thủy văn của sông Hμm lượng đồng

trong nước tự nhiên bằng 1-10 μg/l, kẽm - 1-30 μg/l Sự tăng

nồng độ cácchất nμy trong nước sông hay thủy vực dẫn tới lμm

chậm quá trình tự lμm sạch của nước khỏi các hợp chất hữu cơ,

hủy hoại sự sống trong thủy vực Tình hình cμng nặng nề hơn

do chỗ đồng vμ kẽm không thể bị loại trừ hoμn toμn ra khỏi thủy vực, mμ chỉ thay đổi dạng tồn tại vμ tốc độ di chuyển của chúng Như vậy, khi phát thải nước có chứa các kim loại nặng nμy, cần biết rằng muốn giảm thấp nồng độ các chất nμy chỉ có một cách pha loãng

Một dạng ô nhiễm công nghiệp đặc biệt đối với các thủy vực

lμ ô nhiễm nhiệt, do phát thải nước nóng từ các hệ thống năng lượng Một lượng nhiệt lớn xâm nhập cùng nước thải nóng vμo sông, hồ vμ các hồ chứa nhân tạo tác động mạnh tới chế độ nhiệt

vμ sinh học của thủy vực Các quan trắc tiến hμnh trong vùng tác động của nước nóng đã cho thấy rằng, trong vùng nμy điều kiện đẻ trứng của cá bị phá vỡ, động vật phù du có thể bị chết, cá bị nhiễm khuẩn kí sinh nhiều hơn v.v

Cường độ tác động của ô nhiễm nhiệt phụ thuộc vμo nhiệt

độ đun nóng nước Đối với mùa hè, người ta đã phát hiện được chuỗi tác động nhiệt độ cao đặc trưng như sau đối với các sinh quần của các hồ vμ các thủy vực nhân tạo:

- với nhiệt độ dưới 26 o

Nước thải sinh hoạt - công cộng chiếm khoảng 20 %