tóm tắt luận án tiến sĩ Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh và đề xuất giải pháp quản lý và sử dụng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _ Nguyễn Thị Thế Nguyên NGHIÊN CỨU PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG, TỈNH QUẢNG NINH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VÀ SỬ DỤNG Chuyên ngành: Môi trường Đất nước Mã số: 62440303 (DỰ THẢO) TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MƠI TRƯỜNG Hà Nội - 2014 Cơng trình hoàn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Chu Hồi PGS.TS Đồng Kim Loan Phản biện 1: …………………………… …………………………… Phản biện 2: …………………………… …………………………… Phản biện 3: …………………………… …………………………… Luận án bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp vào hồi ngày tháng năm 20 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU Lý lựa chọn đề tài Vịnh Hạ Long đặc biệt tiếng cảnh đẹp thiên nhiên giá trị di sản quý giá cần bảo tồn UNESCO (2013) ghi nhận rằng, giá trị thẩm mỹ vịnh rủi ro nguồn thải dinh dưỡng chất thải rắn, nguồn thải hữu cơ… Theo ADB (2000), vịnh Hạ Long ví dụ điển hình hậu quy hoạch theo ngành Trong đó, quản lý biển theo không gian “phương thức” quản lý" dần áp dụng tỉnh ven biển Việt Nam, có Quảng Ninh Phân vùng quản lý chất lượng nước hợp phần quan trọng trình quy hoạch quản lý sử dụng không gian biển Tuy nhiên đến chưa có nghiên cứu chuyên sâu phân vùng chất lượng nước vịnh Ha Long Bên cạnh cịn thiếu nghiên cứu cơng cụ phân vùng chất lượng môi trường vịnh quy hoạch sử dụng khơng gian vịnh Chính thế, việc tiến hành đề tài luận án: “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh đề xuất giải pháp quản lý sử dụng” góp phần giải vấn đề cịn bỏ ngỏ nói Mục tiêu nghiên cứu - Phân vùng trạng chất lượng nước vịnh Hạ Long theo số chất lượng nước; - Đề xuất giải pháp quản lý sử dụng nước cho phân vùng chất lượng nước khác vịnh Hạ Long Nội dung nghiên cứu - Nội dung 1: Phân tích, đánh giá áp lực đến môi trường nước, trạng diễn biến chất lượng nước vịnh - Nội dung 2: Nghiên cứu lan truyền chất nước vịnh Hạ Long - Nội dung 3: Nghiên cứu phát triển số chất lượng nước (WQI) phù hợp với đặc điểm môi trường nước biển ven bờ trạng chất lượng nước vịnh Hạ Long - Nội dung 4: Ứng dụng WQI xây dựng công cụ GIS để phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long - Nội dung 5: Đề xuất giải pháp quản lý sử dụng hợp lý vịnh Hạ Long Phạm vi địa lý vấn đề nghiên cứu luận án * Phạm vi địa lý: Phạm vi nghiên cứu vùng Di sản Thiên nhiên Thế giới vịnh Hạ Long * Phạm vi vấn đề nghiên cứu: Quá trình nghiên cứu lan truyền chất vịnh giới hạn việc nghiên cứu dịch chuyển, khuếch tán, phân tán vật chất theo dòng chảy tổng hợp Điểm luận án - Lần xác định mức độ ảnh hưởng khu vực nguồn thải bên bên vịnh đến chất lượng nước vịnh Hạ Long thơng qua mơ hình tốn - Lần phát triển công thức WQI phục vụ việc đánh giá, phân vùng chất lượng nước quản lý vịnh Hạ Long Luận án đã: (i) Lựa chọn thông số chất lượng nước theo đặc điểm nước biển ven bờ đặc trưng cho trạng chất lượng nước vịnh; (ii) Xây dựng số phụ giản đồ số phụ thông số dựa tiêu chuẩn chất lượng nước nước biển ven bờ Việt Nam, số nước giới tài liệu sinh thái biển ven bờ; (3) Cải tiến công thức tích có trọng số Mỹ tính WQI, tạo điều kiện thuận lợi tính tốn thiếu số liệu - Lần phân vùng trạng chất lượng nước vịnh Hạ Long theo số chất lượng nước Giá trị khoa học thực tiễn luận án * Giá trị khoa học: Luận án đóng góp làm sáng tỏ phương pháp luận xây dựng áp dụng số chất lượng nước biển để đánh giá phân vùng chất lượng nước biển ven bờ Việt Nam, trước hết cho trường hợp nghiên cứu vịnh Hạ Long * Giá trị thực tiễn: Luận án hỗ trợ cho việc quản lý chất lượng môi trường nước vịnh Hạ Long bảo vệ Di sản Thiên nhiên Thế giới vũng, vịnh ven bờ khác Việt Nam theo hướng phát triển bền vững Luận án làm sở cung cấp thông tin cho công tác phân vùng khai thác, sử dụng không gian biển bước đầu triển khai Quảng Ninh Bố cục luận án Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu chất lượng nước vịnh Hạ Long Trong khoảng 20 năm qua, hoạt động nghiên cứu liên quan đến chất lượng nước quản lý môi trường vịnh Hạ long triển khai mạnh mẽ Tuy nhiên, số vấn đề cần nghiên cứu thêm sau: - Các đánh giá ô nhiễm vịnh dừng lại việc so sánh số liệu thực đo với giá trị tiêu chuẩn khu vực ô nhiễm cục mà chưa phân vùng chất lượng nước vịnh dựa theo tiêu tổng hợp Đặc biệt, thiếu nghiên cứu phân vùng/quy hoạch sử dụng không gian vịnh - Thiếu nghiên cứu công cụ đánh giá, phân vùng chất lượng nước cách tổng quát thời điểm, khu vực cụ thể, giúp cho quan chức dựa vào đánh giá mức độ nhiễm nước vịnh, tìm nguyên nhân biện pháp quản lý chất lượng nước cho phù hợp với mục đích sử dụng - Mức độ tác động khu vực nguồn thải đến chất lượng nước vịnh Hạ Long đưa cách định tính theo tổng lượng thải khu vực 1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng số chất lượng nước WQI sử dụng rộng rãi nhiều nước giới Trong phương pháp tính WQI, phương pháp Mỹ đưa vào nghiên cứu, cải tiến ứng dụng nhiều Các nghiên cứu WQI cho nước biển giới không nhiều nước mặt phương pháp tính thơng số tính đa dạng, phụ thuộc nhiều vào đặc điểm khu vực nghiên cứu mục đích sử dụng WQI Tại Việt Nam, Tổng cục Môi trường ban hành Sổ tay hướng dẫn tính tốn WQI cho nước mặt Đến chưa có cơng trình nghiên cứu chun sâu WQI dành riêng cho nước biển ven bờ, có số nghiên cứu đánh giá chất lượng nước biển ven bờ WQI Do vậy, cần có thêm nghiên cứu xây dựng WQI phục vụ công tác đánh giá, phân vùng chất lượng nước biển 1.3 Sơ lược tình hình phân vùng chất lượng nước biển, quy hoạch quản lý không gian biển Sau Hội thảo quốc tế liên quan đến Quy hoạch không gian biển (QHKGB) UNESCO tổ chức năm 2006, QHKGB không ngừng phát triển mở rộng [Nguyen Chu Hoi, 2012] Khái niệm QHKGB dần áp dụng Việt Nam Nhiệm vụ số bước quy trình QHKGB thu thập lập đồ thông tin điều kiện sinh thái, môi trường hải dương học Các đồ phân vùng chất lượng nước hợp phần quan trọng cho QHKGB Đồng thời, định hướng quản lý phân vùng chất lượng nước phần sản phẩm QHKGB Theo tài liệu mà NCS thu thập được, tại, Mỹ nước đầu công tác đánh giá, phân vùng biển theo WQI với số khác [US EPA, NOAA, 2012] Phân vùng chất lượng nước thực công viên san hơ biển ngồi khơi đơng bắc Úc Bên cạnh đó, nghiên cứu phân vùng trạng chất lượng nước thực nhiều nước giới Tại vịnh Hạ Long có số đề tài, dự án liên quan đến phân vùng chất lượng nước vịnh Phương pháp phân vùng chất lượng nước đề tài chủ yếu dựa vào số liệu quan trắc thông số chất lượng nước phân tích nguồn tác động đến chất lượng nước vịnh Từ áp dụng kỹ thuật vẽ đường đồng mức để phân vùng chất lượng nước, đưa định hướng quản lý chung cho vịnh Do vậy, việc nghiên cứu phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long dựa tổng hợp thông số ô nhiễm đặc trưng vùng, từ đưa giải pháp sử dụng hợp lý vịnh Hạ Long cần thiết Chương PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phạm vi nghiên cứu 2.2 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận án sau: (i) Chất lượng nước vịnh Hạ Long hoạt động kinh tế - xã hội ảnh hưởng đến chất lượng nước vịnh; (ii) Các điều kiện tự nhiên vịnh, bao gồm điều kiện khí tượng, thuỷ-hải văn, địa hình, địa chất vai trò vịnh Hạ Long, (iii) Các thể chế, sách quản lý sử dụng vịnh Hạ Long 2.3 Phương pháp tiếp cận Trong trình giải vấn đề nghiên cứu đặt ra, luận án sử dụng cách tiếp cận hệ thống tiếp cận quản lý biển theo không gian 2.4 Các phương pháp nghiên cứu 2.4.1 Phương pháp mơ hình tốn Trong nghiên cứu này, modul Delft3D-Flow sử dụng để mô lan truyền chất nước Sự di chuyển chất mơ phương trình “bình lưu phân tán” (advection - dispersion equation) sau:    C C   C C       Dx  u x C    Dy  u y C    Dz  u z C   S  kC t x  x y z  y    z  (a) (b) (2.4) (c) Trong ux,y,z Dx,y,z S k C = = = = = Vận tốc theo ba hướng x, y, z Hệ số phân tán theo ba hướng x, y, z Lượng vào lượng đơn vị diện tích Hệ số phân hủy chất Nồng độ chất Khi chất đưa vào nước, chúng chịu tác động dòng chảy Sự tác động dòng chảy theo phương khác đến vật chất tồn nước thể hợp phần (a), (b), (c) phương trình 2.4 Sự tác động giống tất vật chất nước Do vậy, nghiên cứu ảnh hưởng chế độ thủy động lực đến lan truyền vật chất nước, không thiết phải mô cho tất chất 2.4.2 Phương pháp xây dựng số chất lượng nước Phương pháp xây dựng số chất lượng nước (WQI) mô tả sơ đồ sau đây: C1, w1 q1, w1 C2, w2 q2, w2 WQI = f(q1, w1; q2, w2; …qn, wn) … … Cn, wn qn, wn Hình 2.3 Sơ đồ tổng quát xây dựng số chất lượng nước 2.4.3 Phương pháp nội suy không gian Phương pháp nội suy sử dụng nhằm tạo đồ phân vùng chất lượng nước cho toàn vùng vịnh Hạ Long từ kết tính WQI Phần mềm hỗ trợ cho q trình nội suy luận án Mapinfo Vertical Mapper Quá trình thử nghiệm kĩ thuật nội suy với số liệu thực tế vịnh Hạ Long cho thấy kĩ thuật Triangulation with smoothing cho kết nội suy hợp lý 2.4.4 Phương pháp phân vùng chất lượng nước theo WQI Vùng vịnh Hạ Long phân thành tiểu vùng chất lượng nước từ xấu đến tốt theo thang phân loại WQI xây dựng cho vịnh Hạ Long quy định màu khác Phần mềm hỗ trợ cho việc lập sơ đồ phân vùng chất lượng nước Mapinfo Professional 11 2.4.5 Phương pháp điều tra, khảo sát chất lượng nước phân tích phịng thí nghiệm Trong trình thực luận án, 10 đợt điều tra thực địa hai đợt khảo sát, lấy mẫu phân tích chất lượng nước vào tháng 4/2013 tháng 8/2013 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Một số vấn đề chất lượng nước vịnh Hạ Long Tổng hợp nguồn tác động đến chất lượng nước vịnh Hạ Long trình bày Bảng 3.3 Trong tương lai, nguồn thải từ hoạt động dân sinh thị hóa, từ hoạt động du lịch, dịch vụ, từ hoạt động tàu thuyền vịnh áp lực lớn đến chất lượng nước khu vực nghiên cứu Các nguồn thải từ hoạt động công nghiệp, đổ thải hoạt động liên quan đến đáy biển, lấn biển xây dựng hạ tầng kỹ thuật, làng chài nuôi trồng hải sản vịnh, hoạt động bến, cảng biển không tăng so với giai đoạn Một số đặc điểm chất lượng nước vịnh Hạ Long sau: - Chất lượng nước vùng lõi vịnh Hạ Long tốt xong có xu hướng suy giảm khu vực làng chài Chất lượng nước vùng đệm bị ô nhiễm bến cảng, khu vực sau chợ Hạ Long 1, khu vực nhà bè cột 5, kể bãi tắm - Các vấn đề chất lượng nước cần quan tâm ô nhiễm chất dinh dưỡng, chất hữu cơ, dầu, chất rắn lơ lửng, chlorophyll a Các thông số ô nhiễm chủ yếu NH4+, PO43-, dầu mỡ, TSS, COD Giá trị thông số có xu hướng tăng lên theo thời gian * Số liệu nhiệt độ độ mặn: tham khảo từ kết khảo sát Trần Đức Thạnh nnk (2007) kết quan trắc Sở TN&MT Quảng Ninh (2006, 2007) 3.2.1.2 Xây dựng mơ hình thủy động lực Miền tính tốn, vị trí biên trình bày Hình 3.18 Hình 3.18 Vị trí biên thủy lực điều kiện địa hình tồn miền tính 3.2.1.3 Kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình thủy động lực Hệ số Nash giá trị tính tốn thực đo hai giai đoạn mơ hiệu chỉnh kiểm định mơ hình tương ứng 82.3% 90.1% 3.2.2 Thiết lập hiệu chỉnh mơ hình lan truyền chất Mơ hình lan truyền chất nước vịnh Hạ Long xây dựng kết mơ hình thủy động lực học Vì vậy, phạm vi khơng gian, lưới tính vị trí biên mơ hình lan truyền chất phạm vi, lưới tính biên mơ hình thủy động lực khu vực vịnh Hạ Long Quá trình nghiên cứu di chuyển, khuếch tán, phân tán vật chất theo dòng chảy vị trí nguồn thải khác vịnh Hạ Long thực với thông 11 số đại diện tổng nitơ (TN) Vị trí điểm thải điều kiện biên minh họa Hình 3.24 Hình 3.24 Vị trí điểm nguồn thải điểm quan trắc Các trường hợp mơ phỏng: Mục đích phần tìm mức độ ảnh hưởng khu vực nguồn thải khác đến chất lượng nước vịnh Hạ Long Do vậy, khu vực thải chia thành nhóm sau: Nhóm nguồn thải từ đất liền nhóm nguồn thải biển Q trình mô mức độ tác động khu vực thải thực với giá trị giả định TN khu vực l mg/L Các khu vực thải khác có giá trị TN mg/L 3.2.3 Kết mô sơ chế độ thủy động lực Các kết tính tốn mơ trường dịng chảy khu vực vịnh Hạ Long cho thấy tính chất dịng chảy mùa khơ mùa mưa khơng có khác biệt nhiều lưu lượng nước từ sông chảy vào vịnh Hạ Long không lớn có nhiều đảo chắn phía ngồi nên ảnh hưởng gió nhỏ Chính vậy, dịng chảy hoàn toàn lệ 12 thuộc lên, xuống thủy triều Trong pha triều lên, dịng triều từ phía đơng nam Cát Bà chia làm hai nhánh: nhánh quặt hướng tây bắc vào vịnh Hạ Long, vịnh Cửa Lục xuống phía nam đảo Tuần Châu; nhánh lên phía đơng bắc vào vịnh Bái Tử Long Trong pha triều xuống, dịng nước từ phía nam đảo Tuần Châu vịnh Cửa Lục, vịnh Hạ Long chảy theo hướng đơng – đơng nam, dịng nước từ phía Cửa Ông vịnh Bái Tử Long chảy theo hướng tây – tây nam sau kết hợp với xuống đông nam đảo Cát Bà 3.2.4 Kết mô lan truyền chất Vùng lõi vịnh Hạ Long chịu tác động mạnh từ nguồn thải ven bờ thành phố Hạ Long, Cửa Lục vịnh Lan Hạ - Cửa Vạn Điều thể rõ gia tăng giá trị TN vùng lõi vịnh tác động nguồn thải cao khu vực thải khác (Bảng 3.6) Nguyên nhân tượng dòng chảy ven bờ Hồng Gai, Cửa Lục, khu vực vịnh Lan Hạ Cửa Vạn có hướng bắc nam, tây bắc tây nam có xu hướng đẩy chất nhiễm vào vịnh Đây khu vực có thải lượng thải phát sinh lớn (Bảng 3.7) Các nguồn thải khu vực Yên Hưng Cẩm Phả ảnh hưởng đến vùng đệm ảnh hưởng đến vùng lõi vịnh Khu vực huyện Yên Hưng có lượng chất hữu dinh dưỡng phát sinh tương đối lớn đóng góp vào vịnh Hạ Long nhỏ địa hình khu vực nơng trao đổi nước khu vực với vịnh Hạ Long nhỏ Khu vực Cẩm Phả có tải lượng thải lớn kiểu dòng chảy theo hướng đông bắc – tây nam làm cho chất ô nhiễm lan truyền ven bờ chủ yếu Các hoạt động dân sinh du lịch khu vực Cát Bà không ảnh hưởng đến chất lượng nước vịnh Hạ Long 13 3.3 Thiết lập số chất lượng nước cho vịnh Hạ Long 3.3.1 Mục đích xây dựng số chất lượng cho vịnh Hạ Long 3.3.2 Phân tích lựa chọn thơng số tính tốn WQI 3.3.2.1 Cơ sở lựa chọn thông số - Các tiêu chí lựa chọn thơng số tính WQI Ott W.R (1978), Dunnette D.A (1979) Tebbutt (2002) - Các thị đánh giá tình trạng chất lượng nước biển ven bờ Việt Nam - Các thông số quan trắc đặc trưng vùng biển ven bờ số chất lượng nước cho vùng biển ven bờ nước giới - Hiện trạng chất lượng nước, nguồn thải yêu cầu bảo tồn vịnh 3.3.2.2 Lựa chọn thơng số tính số chất lượng nước cho vịnh Hạ Long - Nhóm hàm lượng ơxy hịa tan nước nhu cầu ôxy: thông số lựa chọn DO, COD, dầu mỡ TOC - Nhóm phú dưỡng: thơng số lựa chọn TN, TP chlorophyll a (hoặc NH4+, NO3-, PO43- chlorophyll a) - Nhóm tác động đến sức khỏe: thông số lựa chọn tổng coliform feacal coliform, DO, dầu mỡ - Nhóm đặc tính vật lý: nhóm khơng phản ánh mức độ suy giảm chất lượng nước khu vực ven biển bỏ qua 3.3.3 Xác định trọng số thông số tính WQI Trọng số xác định dựa vào: Mức độ tác động thông số tồn tại, phát triển hệ thủy sinh ven biển trạng, diễn biến chất lượng nước vịnh Hạ Long 3.3.4 Xây dựng số phụ giản đồ số phụ Chỉ số phụ (qi) xác định dựa theo QCVN 10:2008/ BTNMT, tiêu chuẩn chất lượng nước biển ASEAN, Indonexia, 14 Philippin, Thái Lan, Australia, Nhật, Trung Quốc số yêu cầu chất lượng nước cho hệ sinh thái biển cỏ biển, san hô Bảng 3.10 Bảng quy định giá trị số phụ qi tương ứng với nồng độ Ci Giá trị nồng độ Ci ứng với thông số i qi COD TOC Dầu TN TP %DOBH (mgO/L) (mgC/L) (mg/L) (mgN/L) (mgP/L) 100 ≤3 ≤ 1.2 100 ≤ 0.25 ≤ 0.02 67 1.6 65 140 0.1 0.35 0.05 34 25 10 40 0.2 0.75 0.5 > 50 > 20 20 > 0.3 > 1.5 >1 TSS (mg/L) 3- + PO4 -P NH4 -N Chla T Coli (mg/L) i (mg/L) (µg/L) (MPN/100mL) F Coli (F.Coli/100mL) ≤ 1.4 ≤500 ≤100 ≤ 20 qi 100 ≤0.015 ≤ 0.1 67 0.045 0.3 1000 - 50 34 0.08 0.5 10 - 500 - > 0.5 >1 > 20 >2000 >1000 >100 Giá trị số phụ thông số i (q’) nồng độ C’ tính cách tra giản đồ số phụ (Hình 3.36) theo cơng thức sau: Trong đó: q q q'  i i1 C  C'  q i1 C  Ci i1 i1   Ci : Nồng độ thông số quan trắc quy định Bảng 3.10 tương ứng với mức i Ci+1: Nồng độ thông số quan trắc quy định Bảng 3.10 tương ứng với mức i+1 q’ : Chỉ số phụ tương ứng với nồng độ C’ qi : Chỉ số phụ mức i Bảng 3.10 tương ứng với giá trị Ci 15 qi+1 : Chỉ số phụ mức i+1 Bảng 3.10 tương ứng với giá trị Ci+1 C’: Nồng độ thông số quan trắc đưa vào tính tốn 3.3.5 Lựa chọn phương pháp tổng hợp số phụ Bốn phương pháp tổng hợp số phụ sau lựa chọn để xem xét tính ảo, tính che khuất, độ nhạy tính chất dễ tính tốn - Dạng tổng có trọng số : n w q i i n - Dạng tích có trọng số : q wi i - Dạng bình phương điều hịa có trọng số : n wi i 1 i q - Dạng Solway có trọng số :  100 n w q  i i Luận án lựa chọn dạng tích có trọng số để xây dựng WQI cho vịnh Hạ Long 3.3.6 Cơng thức tính WQI cho vịnh Hạ Long Để khắc phục điểm hạn chế công thức ( n q wi ) trường  i hợp thiếu số liệu, luận án đề xuất cải tiến cơng thức tích có trọng số cơng thức tính số chất lượng nước cho vịnh sau: n 1/ w n wi  i WQIHL = ( q )  i Trong : - qi : số phụ thơng số thứ i (3.1) - wi: trọng số thông số thứ i - n: số lượng thông số tính n Khi có đủ thơng số tính WQIHL, giá trị  w công thức i 3.1 công thức 3.1 sau 16 WQIHL = ( q wi )  i (3.2) = (qDO0.07*qCOD0.11*qTOC0.08 * qDầu0.17 *qF.Coli0.07 *qTSS0.17* qTN0.11 * qTP0.11 * qChla0.11) 3.3.7 Xây dựng thang phân loại WQI Bảng 3.16 Bảng phân loại chất lượng nước khả sử dụng T T WQIHL 97 - 100 Chất lượng nước Rất tốt 92 - 96 Tốt* 70-91 Trung bình 50 - 69 Xấu 1- 49 Rất xấu Khả sử dụng nguồn nước Có thể sử dụng cho tất mục đích sử dụng nước Có thể sử dụng cho tất mục đích sử dụng nước, ngoại trừ bảo tồn thủy sinh hay ni trồng số lồi hải sản đặc biệt Hoạt động du lịch, giải trí, thể thao khơng tiếp xúc trực tiếp với nước, giao thông thủy, cảng biển Giao thơng thủy, cảng biển số mục đích sử dụng khác không yêu cầu chất lượng nước cao Chỉ sử dụng cho giao thơng thủy, cảng biển Ghi chú: Chất lượng nước tốt qi ≥ 67 WQI = 92-96 qi ≥ 67 3.3.8 Kiểm nghiệm cơng thức tính WQI cho vịnh Hạ Long Công thức WQIHL xây dựng kiểm nghiệm mức độ xác đánh giá chất lượng nước với số liệu giả định Các số liệu giả định bao gồm 91 chuỗi số liệu Quá trình kiểm nghiệm với số liệu giả định cho thấy, cơng thức tính WQIHL cho kết tương đối hợp lý 3.3.9 Đánh giá chung cơng thức tính số chất lượng nước cho vịnh Hạ Long Quá trình xây dựng cơng thức tính WQIHL đánh giá theo 15 tiêu chí Mỹ đưa [U.S EPA, 1978] Kết đánh giá cho thấy, trình xây dựng cơng thức tính WQI cho vịnh Hạ Long bám sát 12/15 tiêu chí đánh giá WQI Mỹ 17 3.3 Phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long 3.4.1 Mục đích phân vùng chất lượng nước 3.4.2 Cơ sở phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long Cơ sở để phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long kết tính WQI theo cơng thức xây dựng cho vịnh Hạ Long Các số liệu tính tốn số liệu đo đạc nghiên cứu sinh mùa khô (tháng 4/2013) mùa mưa (tháng 8/2013) Tại khu vực khơng có số liệu thực đo, luận án sử dụng thêm số liệu từ kết số nghiên cứu khác 3.4.3 Kết phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long SƠ ĐỒ PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG THEO WQI THÁNG 4/2013 Chất lượng nước Rất tốt Tốt Trung bình Xấu Rất xấu Ký hiệu màu Hình 3.38 Sơ đồ phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long theo WQI mùa khô (tháng 4/2013) 18 SƠ ĐỒ PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG THEO WQI THÁNG 8/2013 Chất lượng nước Rất tốt Tốt Trung bình Xấu Rất xấu Ký hiệu màu Hình 3.39 Sơ đồ phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long theo WQI mùa mưa (tháng 8/2013) 3.5 Đề xuất giải pháp quản lý sử dụng vịnh Hạ Long 3.5.1 Cơ sở đề xuất giải pháp quản lý sử dụng vịnh Hạ Long 3.5.2 Đề xuất mục tiêu bảo vệ chất lượng nước vịnh Hạ Long Bảng 3.22 Đặc điểm CLN mục tiêu quản lý, bảo vệ CLN vịnh Hạ Long TT Phân vùng vịnh WQI Vùng lõi 84 – 100 CLN Tốt đến tốt Vùng đệm 14 – 85 Rất xấu đến tốt Vùng phụ cận (vịnh Cửa Lục) 36 - 84 Rất xấu đến trung binh Mục tiêu WQI Mục tiêu CLN 97 - 100 Rất tốt 92 – 100 Tốt đến tốt 70 - 96 Ghi Trung bình đến tốt Trừ bến cảng, bến chợ cho phép CLN mức trung bình (WQI = 70 - 91) 19 10 11 12 Bảo tồn, bảo vệ phục hồi hệ sinh thái Du lịch sinh thái, du lịch văn hóa, di sản Thể thao, giải trí nước Thể thao, giải trí khơng tiếp xúc với nước Khử mặn để làm nước cấp sinh hoạt Nuôi trồng hải sản Đánh bắt hải sản Cư trú vịnh Giao thông thủy Bến tầu, cảng nhỏ Nghiên cứu, đào tạo, giáo dục Các hoạt động tác động khác (cứu hộ, cứu nạn, quan trắc chất lượng môi trường, bảo vệ môi trường, quay phim, chụp ảnh …) Vùng CLN xấu Các hoạt động sử dụng nước Vùng CLN tốt đến tốt Vùng CLN xấu đến trung bình Số TT √ √ √ √ √ hc hc hc hc x √ √ √ x hc x x x x hc hc √ √ x x x x x x x hc hc √ √ √ √ Ghi : - Các hoạt động phải thực theo quy định hành không phép thực khu vực bảo tồn tuyệt đối vịnh Hạ Long - √ : Hoạt động sử dụng nước thích hợp vùng nước chất lượng nước đảm bảo hoạt động phát triển có nguy ảnh hưởng đến chất lượng nước - x : Hoạt động sử dụng nước khơng thích hợp vùng nước chất lượng nước khơng đảm bảo hoạt động phát triển ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước - hc : Hoạt động sử dụng nước hạn chế thực vùng nước chất lượng nước không đảm bảo hoạt động phát triển có nguy ảnh hưởng đến chất lượng nước Hình 3.40 Đề xuất hoạt động sử dụng vịnh Hạ Long theo chất lượng nước mức độ hoạt động 20 3.5.3 Đề xuất định hướng quản lý hoạt động sử dụng nước vịnh Hạ Long Đề xuất hoạt động sử dụng vịnh Hạ Long theo chất lượng nước mức độ hoạt động trình bày Hình 3.36 3.5.4 Đề xuất số giải pháp quản lý CLN vịnh Hạ Long 3.5.4.1 Xây dựng quy hoạch không gian biển điều chỉnh quy hoạch có - Xây dựng, triển khai thực QHKGB vịnh Hạ Long xác định chế độ pháp lý cho đơn vị phân vùng không gian biển Kết luận án tảng quan trọng cho việc xây dựng QHKGB vịnh Hạ Long - Trên sở QHKGB vịnh Hạ Long, cần có điều chỉnh hợp lý khu vực quản lý BQL vinh, đồng thời điều chỉnh quy hoạch ngành có 3.5.4.2 Đẩy mạnh quản lý tổng hợp vùng bờ cho vịnh Hạ Long Tiếp cận quản lý tổng hợp vùng bờ quản lý biển theo không gian coi phương pháp quản lý hiệu vùng biển sử dụng đa mục tiêu vịnh Hạ Long Công tác quản lý di sản cần phải đánh giá định kỳ theo công cụ EoH (Endancing our Heritage) UNESCO IUCN (2007) 3.5.4.3 Tăng cường kiểm soát quản lý nguồn thải gây ô nhiễm vịnh Trước mắt, hạn chế kinh phí nhân lực, tập trung biện pháp quản lý khu vực nguồn thải Hồng Gai – Bãi Cháy, vịnh Cửa Lục, Cửa Vạn – Lan Hạ Các khu vực thải khác Tuần Châu, Yên Hưng, Cẩm Phả giải sau 3.5.4.4 Đẩy mạnh công tác nghiên cứu quan trắc môi trường vịnh 21 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Diễn biến chất lượng nước khu vực nghiên cứu Thông qua việc tổng quan tài liệu đo đạc chất lượng nước luận án xác định vấn đề cốt lõi chất lượng nước vịnh Hạ Long Đó vấn đề nhiễm chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng, chất hữu dầu mỡ Giá trị thông số chất lượng nước liên quan đến loại ô nhiễm có xu hướng tăng lên theo thời gian Trong tương lai, vấn đề ô nhiễm chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng, chất hữu dầu khu vực ven bờ có xu hướng tăng vượt giới hạn cho phép quy chuẩn QCVN 10:2008/BTNMT, ảnh hưởng trực tiếp chất lượng nước vùng lõi vịnh Mức độ tác động khu vực nguồn thải đến chất lượng nước vịnh Luận án làm sáng tỏ nguồn tác động đến chất lượng nước vịnh Hạ Long, đặc biệt xác định mức động ảnh hưởng khu vực nguồn thải bên bên ngồi vịnh thơng qua tính tốn mơ Kết tính tốn mơ cho thấy vùng lõi vịnh Hạ Long chịu tác động mạnh từ nguồn thải ven bờ thành phố Hạ Long hoạt động tàu thuyền, nuôi trồng hải sản lồng bè vịnh Các nguồn thải khu vực Yên Hưng, Cẩm Phả, Cát Bà ảnh hưởng chủ yếu đến vùng đệm không tác động nhiều đến vùng lõi vịnh Hạ Long Xây dựng tính tốn số chất lượng nước cho vịnh Hạ Long Luận án đóng góp làm sáng tỏ phương pháp luận xây dựng số chất lượng nước biển, phục vụ việc đánh giá phân vùng vũng, vịnh ven biển thông qua việc phát triển cơng thức tính 22 số chất lượng nước cho vịnh Hạ Long Cơng thức có dạng sau: n WQIHL = ( q w )  Chín thơng số tính WQIHL lựa chọn i theo đặc điểm nước biển ven bờ đặc trưng môi n 1/ i wi trường vịnh Hạ Long Các thơng số tính bao gồm %DOBH (với trọng số 0,07), COD (0,11), TOC (0,08), dầu mỡ (0,17) tổng coliform feacal coliform (0,07), TSS (0,17), TN (0,11), TP (0,11) chlorophyll a (0,11) Các số phụ xây dựng dựa QCVN 10:2008/MONRE, tiêu chuẩn chất lượng nước biển ven bờ ASEAN, Australia, Nhật,…và yêu cầu chất lượng nước cho hệ sinh thái biển Thang phân loại chất lượng nước theo WQI gồm mức: tốt (97-100), tốt (qi ≥ 67 WQI = 92-96 qi ≥ 67), trung bình (70-91), xấu (50-69), xấu (1-49) Q trình tính tốn cơng thức cải tiến xây dựng tiến hành bình thường thiếu số liệu Phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long Luận án đóng góp cho phương pháp luận áp dụng số chất lượng nước biển để đánh giá phân vùng chất lượng nước biển ven bờ Việt Nam, trước hết cho trường hợp nghiên cứu vịnh Hạ Long Dựa vào WQIHL xây dựng công cụ GIS, luận án phân vùng vịnh Hạ Long thành phân khu chất lượng nước Các phân khu chất lượng nước tốt đến tốt chủ yếu nằm vùng lõi vịnh phần đệm phía biển Các phân khu chất lượng nước trung bình, xấu xấu nằm vùng phụ cận vùng đệm phía đất liền Điều cho thấy chất lượng nước vịnh Hạ Long chịu áp lực lớn từ nguồn thải ven biển Kết phân vùng cho thấy số hoạt động sử dụng nước vịnh Hạ Long diễn điều kiện không đảm bảo 23 Giải pháp quản lý sử dụng vịnh Hạ Long Luận án đưa mục tiêu chung mục tiêu cụ thể bảo vệ chất lượng nước cho phân vùng vịnh Hạ Long Trên sở này, luận án đề xuất hoạt động sử dụng nước phép thực hiện, không phép thực bị hạn chế thực hiện, tùy thuộc vào vùng chất lượng nước mức động tác động môi trường hoạt động Cuối cùng, luận án đề xuất xây dựng triển khai bốn nhóm giải pháp liên ngành, tổng hợp theo khơng gian để cải thiện bảo vệ chất lượng nước vịnh Hạ Long Các giải pháp quản lý đề xuất bao gồm (i) Xây dựng quy hoạch không gian biển thể chế hóa vùng biển, đồng thời điều chỉnh quy hoạch có; (ii) Đẩy mạnh quản lý tổng hợp vùng bờ áp dụng công cụ EoH UNESCO IUCN quản lý môi trường vịnh; (iii) Tăng cường kiểm soát quản lý nguồn thải gây ô nhiễm vịnh, tập trung vào nguồn thải thành phố Hạ Long số khu vực làng chài vịnh; (iv) Đẩy mạnh cơng tác nghiên cứu thiết lập tiêu chí chất lượng nước biển cho vùng lõi vịnh, giám sát chặt chẽ thông số đánh giá ô nhiễm chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, chất rắn lơ lửng dầu nước vịnh Kiến nghị nghiên cứu - Tiếp tục nghiên cứu giá trị giới hạn thơng số tính WQIHL cho phù hợp với điều kiện vịnh - Tiếp tục nghiên cứu số đánh giá chất lượng vùng biển số chất lượng trầm tích, số tích tụ sinh học … - Kiểm chứng thêm sơ đồ phân vùng chất lượng nước với số liệu thực tế khu vực sử dụng phương pháp nội suy để xác định chất lượng nước 24 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Nguyễn Thị Thế Nguyên (2004), “Đánh giá ảnh hưởng phát triển nông nghiệp thuỷ sản đến môi trường ven bờ tỉnh Thừa Thiên-Huế”, Tạp chí KHKT Thuỷ lợi Mơi trường, Số 7, trang 76-83 Nguyen Thi The Nguyen, M.B de Vries (2009), “Predicting Trends In Water Quality In The Coastal Zone Of Tt-Hue, Vietnam - An Assessment Of Environment Impacts Of Rice Culture And Aquaculture”, Proceedings of the 5th International Conference on Asian and Pacific Coasts, Volume 2, pages: 148-154 N.T.T Nguyen, N.C Hoi (2012), “Development of Water Quality Index for Ha Long Bay in Vietnam”, Proceedings of the PIANC COPEDEC VIII, pages: 1178-1184 Nguyen Thi The Nguyen, Dong Kim Loan, Nguyen Chu Hoi (2013), “Proposing sollutions to manage and use water quality zones in the Ha Long Bay”, Journal of Water Resources & Environmental Engineering, Secial issue- Number 11, pages 156162 Nguyễn Thị Thế Nguyên (2013), “Một số vấn đề chất lượng nước vịnh Hạ Long”, Tạp chí KHKT Thủy lợi Mơi trường, Số 42, trang 40-45 25 ... để phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long - Nội dung 5: Đề xuất giải pháp quản lý sử dụng hợp lý vịnh Hạ Long Phạm vi địa lý vấn đề nghiên cứu luận án * Phạm vi địa lý: Phạm vi nghiên cứu vùng. .. phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long theo WQI mùa mưa (tháng 8/2013) 3.5 Đề xuất giải pháp quản lý sử dụng vịnh Hạ Long 3.5.1 Cơ sở đề xuất giải pháp quản lý sử dụng vịnh Hạ Long 3.5.2 Đề xuất. .. cụ phân vùng chất lượng môi trường vịnh quy hoạch sử dụng khơng gian vịnh Chính thế, việc tiến hành đề tài luận án: ? ?Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh đề xuất giải