Nghiên cứu biến động chất lượng nước vùng cửa sông ven biển tỉnh Quảng Bình

Nghiên cứu này sẽ tập trung nghiên cứu biến đổi chất lượng nước vùng cửa sông ven biển tỉnh Quảng Bình thông qua việc tính toán tải lượng ô nhiễm từ các nguồn thải trong khu vực, đồng th

NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC

VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN TỈNH QUẢNG BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2014

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN THỌ SÁO

Hà Nội – Năm 2014

1

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tác giả xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của thầy hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thọ Sáo, các thầy giáo, cô giáo trong khoa Khí tượng – Thủy văn – Hải dương học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội Tác giả cũng xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp trong và ngoài cơ quan công tác đã giúp đỡ trong việc thu thập số liệu, đồng thời góp ý về chuyên môn để tác giả hoàn thành luận văn tốt hơn

Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo và đồng nghiệp cơ quan công tác hiện tại – Trung tâm Quy hoạch, Điều tra, Đánh giá tài nguyên – môi trường biển và hải đảo đã giúp đỡ, tạo điều kiện để tác giả hoàn thành khóa học cao học nói chung và luận văn này nói riêng

Trong quá trình thực hiện luận văn không tránh khỏi thiếu sót về nội dung

và hình thức, vì vậy tác giả rất mong được sự góp ý, chỉ bảo thêm của các thầy

cô, các anh chị và các bạn để tác giả sửa chữa và rút kinh nghiệm cho những nghiên cứu sau này

2

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU 4

DANH MỤC HÌNH VẼ 5

MỞ ĐẦU 7

Chương 1 - ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 8

1.1 Điều kiện tự nhiên 8

1.1.1 Vị trí địa lý 8

1.1.2 Địa hình, địa mạo 9

1.1.3 Khí tượng, khí hậu 10

1.1.4 Thủy văn 11

1.1.5 Hải văn 13

1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 14

1.2.1 Đặc điểm 14

1.2.2 Mục tiêu phát triển 16

1.3 Hiện trạng môi trường 18

1.3.1 Các nguồn thải 18

1.3.2 Hiện trạng môi trường vùng cửa sông ven biển 20

1.3.3 Xác định tải lượng ô nhiễm 23

Chương 2 - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 30

2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 30

2.3 Giới thiệu phương pháp nghiên cứu áp dụng 31

2.4 Mô hình sử dụng 32

2.4.1 Giới thiệu chung về mô hình Mike 21 32

2.4.2 Cơ sở lý thuyết 33

Chương 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 37

3.1 Số liệu sử dụng 37

3.2 Quy trình thực hiện 37

3.3 Thiết lập bài toán 39

3.3.1 Thiết lập lưới tính 39

3.3.2 Điều kiện biên và điều kiện ban đầu 41

3

3.4 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 43

3.4.1 Hiệu chỉnh mô hình 43

3.4.2 Kiểm định mô hình 48

3.5 Kết quả tính toán 49

3.5.1 Kết quả tính toán cho mùa khô 49

3.5.2 Kết quả tính toán cho mùa mưa 56

3.6 Dự báo chất lượng nước 66

3.6.1 Dự báo theo tải lượng chất thải tính theo quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội đến năm 2020 66

3.6.2 Dự báo theo mục tiêu về bảo vệ môi trường đến năm 2020 69

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71

1 Kết luận 71

2 Kiến nghị 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

Phụ lục 1 - Ứng dụng mô hình Mike NAM khôi phục số liệu dòng chảy lưu vực sông Gianh và sông Nhật Lệ i

Phụ lục 2 - Ứng dụng mô hình Mike 11 HD tính toán thủy lực cho hệ thống sông Gianh và sông Nhật Lệ v

Phụ lục 3 - Trường sóng ổn định tại vùng biển Quảng Bình x

4

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Đặc điểm địa hình tỉnh Quảng Bình 9

Bảng 1.2 Lượng mưa trung bình tháng trong năm 2012 10

Bảng 1.3 Nhiệt độ trung bình tháng trong năm 2012 10

Bảng 1.4 Đặc điểm hình thái lưu vực các sông tại tỉnh Quảng Bình 11

Bảng 1.5 Thống kê phân phối dòng chảy bình quân nhiều năm sông Gianh và sông Nhật Lệ 12

Bảng 1.6 Diện tích và dân số năm 2012 vùng ven biển tỉnh Quảng Bình 14

Bảng 1.7 Lao động đang làm việc trong các ngành kinh tế ở vùng ven biển 15

Bảng 1.8 Dân số các huyện ven biển tỉnh Quảng Bình năm 2012 và dự báo cho năm 2020 23

Bảng 1.9 Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ nguồn sinh hoạt 24

Bảng 1.10 Diện tích đất công nghiệp các huyện ven biển tỉnh Quảng Bình năm 2012 và dự báo cho năm 2020 24

Bảng 1.11 Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ công nghiệp 25

Bảng 1.12 Số lượng vật nuôi khu vực ven biển tỉnh Quảng Bình năm 2012 25

Bảng 1.13 Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ chăn nuôi 26

Bảng 1.14 Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ nuôi trồng thủy sản 26

Bảng1.15 Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ bệnh viện 27

Bảng 1.16 Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ du lịch 27

Bảng 1.17 Tổng tải lượng ô nhiễm phát sinh trong khu vực 28

Bảng 1.18 Tổng tải lượng ô nhiễm thải ra ngoài môi trường 29

Bảng 3.1 Giá trị các thông số tính toán tại biên sông Gianh và sông Nhật Lệ 43 Bảng 3.2 Các chỉ tiêu thống kê 45

Bảng 3.3 Giá trị các thông số được lựa chọn trong mô hình 45

Bảng p1.1 Bộ thông số sử dụng trong mô hình NAM ii

5

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Bản đồ hành chính tỉnh Quảng Bình[25] 8

Hình 1.2 Hoa sóng cả năm tại trạm Cồn Cỏ (1975-2008) 13

Hình 3.1 Sơ đồ sử dụng mô hình 38

Hình 3.2 Miền tạo lưới vùng biển Quảng Bình 39

Hình 3.3 Lưới địa hình tính toán cho khu vực Quảng Bình 40

Hình 3.4 Vị trí các nguồn thải 42

Hình 3.5 Mực nước thực đo và tính toán tại trạm Tân Mỹ (cửa Gianh) từ 17/05 đến 31/05/2012 44

Hình 3.6 Giá trị số Manning theo miền tính 46

Hình 3.7 Hàm lượng BOD quan trắc và thực đo trung bình (tháng XI) 47

Hình 3.8 Hàm lượng COD quan trắc và thực đo trung bình (tháng XI) 47

Hình 3.9 Mực nước thực đo và tính toán tại trạm Tân Mỹ (cửa Gianh) từ 12/11 đến 24/11/2012 48

Hình 3.10 Dòng chảy vùng biển cửa sông tại chân triều (tháng V/2012) 49

Hình 3.11 Dòng chảy cửa Gianh tại chân triều (tháng V/2012) 50

Hình 3.12 Dòng chảy cửa Nhật Lệ tại chân triều (tháng V/2012) 50

Hình 3.13 Dòng chảy vùng biển cửa sông tại đỉnh triều (tháng V/2012) 51

Hình 3.14 Dòng chảy cửa Gianh tại đỉnh triều (tháng V/2012) 51

Hình 3.15 Dòng chảy cửa Nhật Lệ tại đỉnh triều (tháng V/2012) 52

Hình 3.16 Phân bố nồng độ BOD tại chân triều (tháng V/2012) 53

Hình 3.17 Phân bố nồng độ BOD tại đỉnh triều (tháng V/2012) 54

Hình 3.18 Phân bố COD tại chân triều và đỉnh triều (tháng 05/2012) 55

Hình 3.19 Dòng chảy vùng biển cửa sông tại tại chân triều với sóng hướng Đông Bắc (NE) 56

Hình 3.20 Dòng chảy cửa Gianh tại tại chân triều với sóng hướng Đông Bắc (NE) 57

Hình 3.21 Dòng chảy cửa Nhật Lệ tại chân triều với sóng hướng Đông Bắc (NE) 57

Hình 3.22 Dòng chảy vùng biển cửa sông tại đỉnh triều với sóng hướng Đông Bắc (NE) 58

6

Hình 3.23 Dòng chảy cửa Gianh tại đỉnh triều với sóng hướng Đông Bắc (NE)

59

Hình 3.24 Dòng chảy cửa Nhật Lệ tại đỉnh triều với sóng hướng Đông Bắc (NE) 59

Hình 3.25 Dòng chảy vùng biển cửa sông tại chân triều 60

với sóng hướng Bắc (N) 60

Hình 3.26 Dòng chảy vùng biển cửa sông tại đỉnh triều 61

với sóng hướng Bắc (N) 61

Hình 3.27 Phân bố BOD tại chân triều và đỉnh triều với sóng hướng Đông Bắc (NE) 62

Hình 3.28: Phân bố BOD tại chân triều và đỉnh triều với sóng hướng Bắc (N) 63 Hình 3.29 Phân bố COD tại chân triều và đỉnh triều với sóng hướng Đông Bắc (NE) 64

Hình 3.30 Phân bố COD tại chân triều và đỉnh triều với sóng hướng Bắc (N) 65 Hình 3.31 Hàm lượng BOD dự báo trong mùa mưa (kịch bản A) 67

Hình 3.32 Hàm lượng COD dự báo trong mùa mưa (kịch bản A) 68

Hình 3.33 Hàm lượng BOD dự báo trong mùa mưa (kịch bản B) 69

Hình 3.34 Hàm lượng COD dự báo trong mùa mưa (kịch bản B) 70

Hình p1.1 Lưu lượng thực đo và tính toán tại trạm Đồng Tâm năm 1980 iii

Hình p1.2 Lưu lượng thực đo và tính toán tại trạm Đồng Tâm năm 1981 iii

Hình p2.1 Sơ đồ mạng lưới sông Gianh vi

Hình p2.2 Sơ đồ mạng lưới sông Nhật Lệ vii

Hình p2.3 Mực nước thực đo và tính toán tại trạm Đồng Hới tháng V/2012 viii Hình p2.4 Mực nước thực đo và tính toán tại trạm Đồng Hới tháng XI/2012 ix

Hình p3.1 Trường sóng ổn định hướng Đông Nam (tháng V) tại vùng biển Quảng Bình x

Hình p3.2 Trường sóng ổn định hướng Đông Bắc (tháng XI) tại vùng biển Quảng Bình xi

Hình p3.3 Trường sóng ổn định hướng Bắc (tháng XI) tại vùng biển Quảng Bình xii

7

MỞ ĐẦU Quảng Bình có đường bờ biển dài 116,04 km, dọc theo bờ biển có 5 cửa sông chính đó là: Sông Ròon, sông Gianh, sông Dinh, sông Lý Hòa và sông Nhật Lệ Tại vùng ven biển đang hình thành các vùng du lịch nghỉ dưỡng nổi tiếng như bãi biển Nhật Lệ, Đá Nhảy, Vũng Chùa - Đảo Yến cùng với di sản thiên nhiên thế giới Phong Nha-Kẻ Bàng đang góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế du lịch, đóng góp tỷ trọng đáng kể vào GDP của tỉnh Cơ cấu kinh tế của tỉnh đang dịch chuyển theo chiều hướng tăng tỷ trọng công nghiệp và dịch vụ, hình thành các khu công nghiệp, cụm công nghiệp, tiêu biểu là khu kinh tế cảng biển Hòn La với ngành công nghiệp tàu thủy, xuất khẩu hàng hóa, công nghiệp chế biến và cảng biển

Bên cạnh sự chuyển biến và phát triển mạnh mẽ của kinh tế vùng ven biển tỉnh Quảng Bình thì đó là vấn đề về ô nhiễm môi trường vùng cửa sông ven biển rất đáng lo ngại Theo các báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh trong thời gian gần đây thì chất lượng nước biển ven bờ chưa ô nhiễm nghiêm trọng nhưng đã có dấu hiệu ô nhiễm, do đó cần phải có những nghiên cứu để đưa ra định hướng và những giải

pháp kịp thời Vì vậy đề tài “Nghiên cứu biến động chất lượng nước vùng cửa sông ven biển tỉnh Quảng Bình” góp phần làm sáng tỏ mục tiêu này

Vấn đề môi trường cửa sông ven biển chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi yếu tố nhân sinh, hay các hoạt động kinh tế - xã hội của con người, đồng thời chịu tác động của các yếu tố ngoại sinh (thủy động lực) Nghiên cứu này sẽ tập trung nghiên cứu biến đổi chất lượng nước vùng cửa sông ven biển tỉnh Quảng Bình thông qua việc tính toán tải lượng ô nhiễm từ các nguồn thải trong khu vực, đồng thời mô phòng sự biến đổi chất lượng nước theo thời gian và không gian Qua đó đưa ra những bức tranh về sự biến động chất lượng nước nói riêng và thủy động lực - môi trường vùng cửa sông ven biển của tỉnh Quảng Bình nói chung, đồng thời có những kịch bản tính toán dự báo trong tương lai

Hình 1.1 Bản đồ hành chính tỉnh Quảng Bình[25]

Phạm vi nghiên cứu trong luận văn là vùng cửa sông ven biển tỉnh Quảng Bình (với 05 đơn vị hành chính cấp huyện giáp biển, đó là: Đồng Hới, Bố Trạch, Quảng Ninh, Lệ Thủy, Quảng Trạch và vùng biển ven bờ tỉnh Quảng Bình)

9

1.1.2 Địa hình, địa mạo

Quảng Bình nằm phía Đông Trường Sơn có địa hình phức tạp, bề ngang hẹp

và dốc, nghiêng từ Tây sang Đông Sườn phía Đông có độ dốc ra biển lớn, càng về phía Nam đất càng bị thu hẹp bởi dãy núi Trường Sơn hướng ra biển Dọc theo lãnh thổ đều có các dạng địa hình núi, trung du, đồng bằng và đất cát ven biển Đại bộ phận lãnh thổ là vùng đồi núi (chiếm trên 85% diện tích tự nhiên của tỉnh), đồng bằng nhỏ hẹp, đất lúa ít, đất nông lâm xen kẽ và bị chia cắt nhiều bởi sông suối dốc

và chảy xiết nên thường gây ra lũ bất ngờ Địa hình của tỉnh có thể phân chia thành

04 tiểu vùng như bảng dưới đây

Bảng 1.1 Đặc điểm địa hình tỉnh Quảng Bình

Tiểu

vùng

Diện

tích (%)

Độ cao phân

bố (m)

Độ dốc (%)

Một phần huyện Quảng Ninh và

Bố Trạch, Quảng Trạch, một phần huyện Quảng Ninh, Lệ Thủy

tế phát triển hơn các vùng khác trong tỉnh

Quảng Trạch, Bố Trạch, TP.Đồng Hới, Quảng Ninh

và Lệ Thủy

Vùng cát

ven biển 5 50-250 60

Gồm các dải đụn cát, bãi cát chạy dọc bờ biển đang bị các suối nhỏ, mưa xói bào phá

Quảng Trạch, Bố Trạch, TP.Đồng Hới, Quảng Ninh, Lệ Thủy

10

Ngoài ra còn dạng địa hình vùng đất ngập nước ven bờ từ Hòn La đến bãi

biển Ngư Thủy Nam gồm các rạn đá, san hô và đáy cát hoặc cát bùn Sự phong phú

và đa dạng về địa hình tự nhiên của tỉnh Quảng Bình tạo nên nhiều cảnh quan thiên

nhiên đẹp như vườn Quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng, bãi Đá Nhảy, khu vực Vũng

Chùa – Đảo Yến, suối Bang, biển Bảo Ninh, là những nơi có tiềm năng phát triển

du lịch

1.1.3 Khí tượng, khí hậu

Tỉnh Quảng Bình nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, khí hậu chia thành

hai mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa Mùa mưa từ tháng 7 đến tháng 12, tập trung

từ tháng 8 đến tháng XI chiếm khoảng 80% tổng lượng mưa cả năm (lượng mưa

trung bình hàng năm 2.000 - 2.300 mm/năm) Mùa khô từ tháng 12 kéo dài đến

mưa 38,3 11,0 17,5 82,2 154,7 82,6 123,2 145,2 547,0 281,9 156,8 103,7 145,3

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Quảng Bình năm 2012)

Nhiệt độ hàng năm trong khu vực dao động ít, nhiệt trung bình năm ở đồng

bằng ven biển từ 24 đến 250C, khu vực miền núi tùy theo độ cao mà nhiệt độ trung

bình giảm xuống dưới 240C Nhiệt độ khu vực tăng dần từ Bắc vào Nam và giảm

dần từ Đông sang Tây Tổng nhiệt độ hàng năm khoảng 8.600 - 8.7000C, số giờ

nắng trung bình hàng năm khoảng 1.700 - 1.800 giờ

Bảng 1.3 Nhiệt độ trung bình tháng trong năm 2012

(Đơn vị: 0 C)

năm Nhiệt

độ 17,8 18,5 21,4 26,3 29,2 30,1 29,7 29,2 26,8 25,6 24,8 21,5 25,1

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Quảng Bình năm 2012)

11

Khu vực Quảng Bình có 2 mùa gió chính là gió mùa đông và gió mùa hè Hướng gió chủ đạo trong mùa đông là hướng Bắc và Đông - Bắc Gió mùa hè có hướng thịnh hành là Tây Nam, đem lại mưa nhiều cho phía Tây Trường Sơn, khi vượt qua Trường Sơn thì lớp dưới thấp (4 – 5 km) đã trở thành luồng gió khô nóng Tốc độ gió mạnh nhất trung bình nhiều năm các tháng là từ 9 m/s đến 13 m/s Mùa Đông, mỗi khi có đợt không khí lạnh tràn về, tốc độ gió mạnh nhất có thể đạt 17 – 18m/s

Độ ẩm không khí: Trong năm, độ ẩm không khí vào các tháng 6, 7, 8 là thấp

nhất, các tháng khác đạt trên 85% Độ ẩm cao nhất vào tháng 2 và tháng 3, trung bình đạt 85 – 90%

1.1.4 Thủy văn

Tỉnh Quảng Bình có 5 hệ thống sông chính đổ ra biển đó là các sông: sông Roòn, sông Gianh, sông Lý Hoà, sông Dinh và sông Nhật Lệ, với tổng diện tích lưu vực là 7.980km2, tổng chiều dài là 343km Trong đó có 2 hệ thống sông lớn là sông Gianh và sông Nhật Lệ Sông Gianh có chiều dài 158km, diện tích lưu vực 4.680km2; sông Nhật Lệ có diện tích lưu vực là 2.650km2; cả 2 lưu vực sông này chiếm 92% tổng diện tích toàn lưu vực (trong đó sông Gianh chiếm 58,6%, sông Nhật Lệ chiếm 33,2%)

Bảng 1.4 Đặc điểm hình thái lưu vực các sông tại tỉnh Quảng Bình

TT Tên sông

Diện tích lưu vực (km2)

Chiều dài (km)

Độ cao b/q lưu vực (m)

Độ dài b/q lưu vực (km)

Mật độ sông suối b/q (km/km2)

12

Nhìn chung, sông ngòi của Quảng Bình có đặc điểm chung là chiều dài ngắn

và dốc nên khả năng điều tiết nước kém, thường gây lũ kịch phát trong mùa mưa Vào mùa mưa lũ tốc độ dòng chảy lớn, tổng lượng dòng chảy vào mùa lũ chiếm từ

60 - 80% lượng dòng chảy cả năm

Lưu lượng dòng chảy các sông tương đối lớn, modul dòng chảy bình quân nhiều năm 57 l/s.km2 tương đương 4 tỉ m3/năm Dòng chảy mùa kiệt kéo dài 8 tháng, nhưng trong thời kỳ này thường có mưa lũ tiểu mãn có thể tăng tổng lượng dòng chảy Lưu lượng dòng chảy theo mùa bình quân 21 năm (1961 - 1981) ở hai

lưu vực sông chính theo báo cáo “Đề tài thu thập tài liệu khí tượng thủy văn Quảng Bình từ 1956-2005” như sau:

Bảng 1.5 Thống kê phân phối dòng chảy bình quân nhiều năm sông Gianh và

(Nguồn: Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quảng Bình)

Trong đó: + Q (m3/s): Lưu lượng dòng chảy

+ Wn (106m3): Tổng lượng dòng chảy năm + α (%) - Hệ số dòng chảy

+ Lưu vực sông Gianh: Mùa lũ 4 tháng (Tháng VIII - tháng XI);

Mùa cạn 8 tháng (Tháng XII - tháng VII năm sau)

+ Lưu vực sông Nhật Lệ: Mùa lũ 4 tháng (Tháng IX - tháng XII); Mùa cạn 8 tháng (Tháng I - tháng VIII)

13

1.1.5 Hải văn

Thủy triều: Vùng biển Quảng Bình có chế độ bán nhật triều không đều Nhìn

chung thủy triều ở đây thuộc loại triều yếu, từ số liệu quan trắc (từ 1961 - 2005) tại các trạm thuỷ văn gần cửa sông cho thấy, biên độ triều trung bình khoảng 0,70 - 0,80m, lớn nhất đạt trên 1,61m và nhỏ nhất là 0,05m [11]

Sóng: Để đánh giá chế độ sóng vùng biển Quảng Bình có thể dựa vào số liệu

quan trắc sóng tại trạm Cồn Cỏ (Quảng Trị), trạm này nằm ngay sát phía Nam vùng biển Quảng Bình và cách bờ khoảng 30km

Hình 1.2 Hoa sóng cả năm tại trạm Cồn Cỏ (1975-2008)

Có thể thấy rằng sóng ở khu vực này có sự phân hóa về hướng rất đa dạng theo các thời kỳ trong năm, và độ cao sóng trung bình năm là 0.89 m (trung bình trong khoảng thời gian từ 1975-2008) Hướng sóng thịnh hành là hướng Bắc và các hướng sóng chủ đạo tác động đến vùng bờ là hướng Đông Bắc, hướng Đông và hướng Đông Nam

Độ mặn: Độ mặn biến động theo mùa, mùa hè vùng ven biển có độ mặn 30 -

32‰, ở các cửa sông có độ mặn 20 - 25‰

H (m)

Bảng 1.6 Diện tích và dân số năm 2012 vùng ven biển tỉnh Quảng Bình

Huyện, Thành phố Diện tích

(Km²)

Dân số trung bình (người)

Mật độ dân số (người/km²)

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Quảng Bình 2012)

Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên toàn tỉnh là 0,96%, trong đó số Nam tăng nhanh hơn số Nữ dẫn tới mất cân bằng giới tính của tỉnh trong những năm qua Theo kết quả Điều tra Biến động Dân số - Kế hoạch hoá gia đình 1/4/2011, thì dân số phân

bổ không đều và có sự khác biệt rất lớn theo vùng địa lý Hai huyện Quảng Trạch

và thành phố Đồng Hới ở vùng đồng bằng điều kiện tự nhiên thuận lợi, cơ sở hạ tầng và kinh tế - xã hội phát triển hơn nên dân số chiếm 37,5% nhưng diện tích đất đai chỉ chiếm 9,5% của cả tỉnh

b) Lao động

Vùng ven biển tỉnh Quảng Bình có nguồn lao động khá dồi dào Với lao động đang làm việc trong các ngành kinh tế ở các huyện ven biển như bảng dưới đây

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Quảng Bình 2011)

Lao động đang làm việc trong các ngành kinh tế vùng ven biển tỉnh Quảng Bình tăng dần từ năm 2007 đến năm 2011 Xét trong năm 2011 lao động vùng ven biển tỉnh Quảng Bình là 386.749 người, chiếm 84% lao động toàn tỉnh

Sự phân bố của lực lượng lao động có trình độ kỹ thuật không đồng đều, chủ yếu tập trung ở thành phố Đồng Hới, thị trấn; lao động có trình độ đại học chủ yếu

là giáo viên ở các trường, các sở ngành của tỉnh Số công nhân bậc cao ít (chỉ có 1.620 người từ bậc 5 trở lên), thiếu công nhân ở những lĩnh vực công nghệ mới Như vậy, lao động của tỉnh dồi dào nhưng chất lượng thấp, cơ cấu không đồng bộ Năm 2011 giải quyết việc làm cho 3,12 vạn lao động, năm 2012 giải quyết việc làm cho 3,1 vạn lao động, năm 2013 giải quyết việc làm cho 3,14 vạn lao động, trong đó

tỷ lệ hộ nghèo năm 2011 giảm 4% so với năm 2010, năm 2012 giảm 3,67% so với năm 2011, năm 2013 giảm 3,5% so với năm 2012

c) Kinh tế

Tình hình phát triển kinh tế xã hội Quảng Bình trong giai đoạn gần đây tuy gặp nhiều khó khăn do thiên tai, dịch bệnh và chịu ảnh hưởng chung của khủng hoảng kinh tế thế giới nhưng nhiều chỉ tiêu phát triển kinh tế - xã hội khác của tỉnh đạt và vượt kế hoạch, cơ cấu kinh tế Nông lâm ngư - Công nghiệp - Dịch vụ đã có

sự chuyển dịch theo hướng tích cực

Các chỉ tiêu kinh tế

16

- Tốc độ tăng trưởng kinh tế (GDP) năm 2011 đạt 8,6%, năm 2012 đạt 7,1%, năm 2013 đạt 7,1%;

- Giá trị sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp năm 2011 tăng 4,4% so với năm

2010, năm 2012 tăng 4,6% so với năm 2011, năm 2013 tăng 3,2% so với năm 2012;

- Giá trị sản xuất công nghiệp năm 2011 tăng 14,5% so với 2010, năm 2012 tăng 9,1% so với năm 2011, năm 2013 tăng 9,5% so với năm 2012;

- Giá trị các ngành dịch vụ năm 2011 tăng 10,6% so với năm 2010, năm 2012 tăng 11% so với năm 2011, năm 2013 tăng 8,5% so với năm 2012;

- Cơ cấu kinh tế năm 2011 nông, lâm, thuỷ sản chiếm 21,1%; công nghiệp - xây dựng chiếm 37,7%; dịch vụ chiếm 41,2%; Cơ cấu kinh tế năm 2012: nông, lâm, thuỷ sản chiếm 21,4%; công nghiệp - xây dựng chiếm 36,2%; dịch vụ chiếm 42,4%;

Cơ cấu kinh tế năm 2013: nông, lâm, thuỷ sản chiếm 20,5%; công nghiệp - xây dựng chiếm 36,3%; dịch vụ chiếm 43,2% ;

- Sản lượng lương thực năm 2011 là 28,1 vạn tấn, năm 2012 là 28,4 vạn tấn, năm 2013 là 27,4 vạn tấn;

- Thu ngân sách trên địa bàn năm 2011 đạt 1.575 tỷ đồng, năm 2012 đạt 1.820 tỷ đồng, năm 2013 đạt 2.108 tỷ đồng;

- GDP bình quân đầu người năm 2011 đạt 17,85 triệu đồng, năm 2012 đạt 20,6 triệu đồng, năm 2013 đạt 22,5 triệu đồng

1.2.2 Mục tiêu phát triển

Theo Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Quảng Bình đến năm

2020 [15], tỉnh Quảng Bình đã đề ra các mục tiêu phát triển như sau:

a) Về kinh tế:

- Phấn đấu tốc độ tăng trưởng kinh tế (GDP) bình quân hàng năm thời kỳ

2011 - 2020 đạt 12 - 13%, trong đó giai đoạn 2011 - 2015 đạt 12% và giai đoạn

2016 - 2020 đạt 13% Đến năm 2015 GDP bình quân đầu người đạt 28 - 30 triệu

17

đồng (khoảng 1.400 - 1.600USD) và vào năm 2020 đạt khoảng 70 - 72 triệu đồng (khoảng 3.500 - 3.700USD);

- Tỷ trọng công nghiệp - dịch vụ - nông nghiệp trong cơ cấu kinh tế vào năm

2015 là 43%, 40,5% và 16,5%; đến năm 2020 cơ cấu kinh tế tương ứng là 44 - 45,0%, 41,0% và 14 - 15%;

- Phấn đấu đến năm 2015 kim ngạch xuất khẩu đạt khoảng 155 - 165 triệu USD và vào năm 2020 đạt khoảng 260 - 270 triệu USD;

- Thu ngân sách trên địa bàn tăng bình quân hàng năm giai đoạn 2011 - 2015 khoảng 17%; giai đoạn 2016 - 2020 tăng bình quân 18 - 18,5%

b)Về xã hội:

- Phấn đấu giảm dần việc tăng dân số để đến năm 2015 tỷ lệ tăng dân số tự nhiên khoảng 1% và 0,9% vào năm 2020; giảm tỷ lệ hộ nghèo (theo chuẩn hiện nay) bình quân mỗi năm giai đoạn 2011 - 2015 khoảng 3,5 - 4%, giai đoạn 2016-

2020 khoảng 3 - 3,5%;

- Phấn đấu đến năm 2015 có 100% xã phường hoàn thành phổ cập trung học

cơ sở; 45% trường mầm non, 85% trường trung học, 50% trường trung học cơ sở và trung học phổ thông đạt chuẩn quốc gia; đến năm 2020, theo các chỉ tiêu trên là 50%, 100% và 80 - 85% Đến năm 2020 có 100% huyện, thành phố đạt chuẩn phổ cập giáo dục bậc trung học;

- Đến năm 2015 có 80 - 85% xã đạt chuẩn Quốc gia về y tế, tỷ lệ trẻ em dưới

5 tuổi suy dinh dưỡng khoảng 16 - 18%; đến năm 2020 tỷ lệ tương ứng là 100% và

10 - 12%; giải quyết việc làm hàng năm giai đoạn 2011 - 2015 đạt khoảng 3,1 - 3,3 vạn lao động; giai đoạn 2016 - 2020 khoảng 3,6 - 3,8 vạn lao động; phấn đấu đến năm 2015, tỷ lệ lao động qua đào tạo đạt 55 - 60%, trong đó đào tạo nghề đạt 35 - 40%; tương ứng đến năm 2020 đạt 65% và 50%;

- Phấn đấu đến năm 2015, tỷ lệ đô thị hóa đạt khoảng 25 - 27% và đến năm

2020 khoảng 30 - 35% Đồng thời, đến năm 2015 có 78 - 80% số hộ, 45 - 50% làng,

75 - 80% và 90% vào năm 2020 Đến năm 2015 có 20% số xã và năm 2020 có 50%

số xã đạt chuẩn nông thôn mới

c)Về môi trường:

- Khai thác hợp lý, bảo vệ và sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên gắn với bảo vệ môi trường sinh thái, đáp ứng với yêu cầu tăng trưởng kinh tế, phát triển bền vững;

- Nâng tỷ lệ che phủ rừng lên 68,5% vào năm 2015 và khoảng 70% vào năm 2020;

- Phòng chống suy thoái, ngăn chặn, xử lý, khắc phục và tiến tới kiểm soát tình trạng ô nhiễm môi trường do các loại chất thải gây ra

- Đến năm 2015 có 95% các cơ sở sản xuất công nghiệp trong các khu, cụm công nghiệp, khu kinh tế, khu dịch vụ du lịch có hệ thống thu gom, xử lý chất thải đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường và tỷ lệ này đạt 100% vào năm 2020 1.3 Hiện trạng môi trường

1.3.1 Các nguồn thải

Vấn đề ô nhiễm môi trường có nhiều nguyên nhân và do môi trường phải tiếp nhận chất thải từ nhiều nguồn thải khác nhau Đối với môi trường vùng ven biển tỉnh Quảng Bình, có thể xét đến các nguồn thải như sau:

a) Nguồn thải sinh hoạt, du lịch:

hoạt động sinh hoạt, hoạt động sản xuất của khu dân cư vùng ven biển hay hoạt động du lịch hàng ngày đã thải ra môi trường lượng lớn các loại chất thải rắn

và lỏng Tuy nhiên vấn đề thu gom và xử lý lượng chất thải này còn nhiều vấn đề tồn tại, do đó vẫn còn một lượng lớn chất thải thải ra ngoài môi trường Đặc biệt đối

19

với các khu đô thị tập trung dân cư ven sông Gianh (thị trấn Ba Đồn), sông Nhật Lệ (thành phố Đồng Hới), hay các khu du lịch (biển Nhật Lệ, Vũng Chùa – Đảo Yến)

b) Nguồn thải từ hoạt động công nghiệp:

Hiện nay nhiều khu công nghiệp và cụm công nghiệp, làng nghề được đầu tư xây dựng và phát triển nhanh chóng nhằm thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội, tuy nhiên nhiều cơ sở không tuân thủ quy trình xử lý nước thải trước và thải ra ngoài môi trường lượng chất thải vượt quy định cho phép, gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến khu vực dân cư xung quanh Tại Quảng Bình, tính đến năm 2012, tổng diện tích đất công nghiệp ở các huyện ven biển là 1.365,48 ha [8] với các khu công nghiệp: khu công nghiệp Bắc Đồng Hới, khu công nghiệp Tây Bắc Đồng Hới, khu công nghiệp cảng biển Hòn La, khu công nghiệp Bang, khu công nghiệp Tây Bắc Quán Hàu

c) Nguồn thải từ hoạt động khai thác, nuôi trồng và chế biến thủy sản:

Thực trạng khai thác và chế biến của ngành thủy sản trong những năm qua đã làm tăng lượng chất thải và gây ảnh hưởng đến môi trường nước Hầu hết các cơ sở chế biến thủy sản đều chưa có hệ thống xử lý nước thải, các hộ đều xả chất thải trực tiếp ra cống rãnh xung quanh chảy trực tiếp ra hệ thống mương thủy lợi chung và thoát ra sông, biển Diện tích mặt nước (mặn, lợ) nuôi trồng thủy sản tính đến năm

2012 là 1238 ha [2] và số tàu đánh bắt xa bờ tăng hàng năm cả về số lượng và công suất Chính sự gia tăng số lượng thuyền máy đánh bắt đồng nghĩa với việc gia tăng hoạt động khai thác hải sản làm nguy hại đến môi trường biển do chất thải từ tàu

d) Nguồn từ cảng biển và hoạt động giao thông đường biển:

Hiện nay Quảng Bình có 2 cảng biển là cảng Gianh và Cảng Hòn La; 2 cảng

cá là cảng cá Nhật Lệ và cảng cá Sông Gianh, hàng năm có khoảng 3.400 lượt tàu thuyền qua cảng bốc dỡ và tiêu thụ hàng hóa với lượng hàng khoảng 23.000 ngàn tấn, hoạt động giao thông vận tải thủy, trao đổi hàng hóa càng phát triển thì nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nước vùng biển ven bờ và cửa sông ngày càng tăng cao do việc xả thải các chất thải rắn và lỏng từ các cơ sở đóng tàu, các cảng cá, việc vận

20

chuyển các loại hàng lỏng (xăng, dầu) có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cao nếu xảy ra sự cố

e) Ngoài ra nguồn thải từ các hoạt động khác:

Sử dụng thuốc bảo vệ thực vật chưa đúng quy trình, khi mưa xuống thuốc bảo vệ thực vật còn tồn dư sẽ cuốn theo dòng nước ra các kênh mương gây ô nhiễm môi trường nước mặt; Khai thác khoáng sản tại một số mỏ chưa có công nghệ phù hợp, chưa có hệ thống xử lý đã gây đục nước sông, suối gây ô nhiễm đến nguồn nước; Các bãi rác tạm chưa có hệ thống thu gom, xử lý nước rác hoặc tuy đã có nhưng không đúng quy trình, xuống cấp cũng góp phần gây ô nhiễm môi trường nước mặt lục địa; Nước thải từ các khu vực chợ, bệnh viện, trường học, nuôi cá trên lòng sông,… đều chưa được xử lý triệt để đã gây ô nhiễm cục bộ cho những điểm tiếp nhận nước thải

1.3.2 Hiện trạng môi trường vùng cửa sông ven biển

Theo Báo cáo chất lượng nước và trầm tích vùng bờ của tỉnh Quảng Bình[7] thì hiện trạng chất lượng nước cửa sông ven biển của tỉnh như sau:

a) Chất lượng nước mặt lục địa:

Chất lượng nước các sông có xu hướng giảm dần từ thượng nguồn đến hạ nguồn Do tại khu vực hạ nguồn các sông là nơi tập trung đông dân cư và các nhà máy sản xuất chế biến nên các sông phải tiếp nhận một lượng lớn các chất thải từ các hoạt động dân sinh cũng như các hoạt động sản xuất kinh doanh đã làm cho chất lượng nước bị suy giảm Kết quả quan trắc chất lượng nước mặt năm 2012 cho thấy, tại một số điểm quan trắc có một số chỉ tiêu vượt quá quy chuẩn quy định, tuy nhiên

sự gia tăng này chỉ mang tính nhất thời không liên tục Bên cạnh đó kết quả quan trắc năm 2012 cũng phản ánh rõ diễn biến của các chỉ tiêu theo thời gian Các chất ô nhiễm hữu cơ như COD, BOD5, NH4+ có xu hướng tăng vào mùa khô, đây là thời điểm sông ít được nhận thêm nước nên dòng chảy yếu làm cho khả năng tự làm sạch của sông giảm

21

Về chất lượng nước ở hai sông lớn là sông Gianh và sông Nhật Lệ:

- Nhìn chung chất lượng nước Sông Gianh ở phía thượng nguồn khá tốt, tương đối ổn định qua các đợt quan trắc và sử dụng tốt cho mục tưới tiêu Tuy nhiên

ở phía hạ lưu sông đoạn chảy qua cầu Gianh và tại Cảng Gianh đã có dấu hiệu xâm thực mặn, đoạn tại Cảng Gianh đã có dấu hiệu ô nhiễm, một số thông số vượt quy chuẩn cho phép nguyên nhân do một số các đơn vị sản xuất ở khu vực này xả nước thải chưa đạt quy chuẩn vào kết hợp với việc xả nước thải, rác thải sinh hoạt từ các hoạt động kinh doanh, vận chuyển, sơ chế các mặt hàng thủy hải sản tại cảng nên đã làm cho chất lượng nước giảm

- Sông Nhật Lệ chảy qua nhiều khu thương mại, cụm công nghiệp và đô thị nên bị ô nhiễm do sự phát thải của các hoạt động đó, đặc biệt là nước thải sản xuất chế biến thủy sản và nước thải sinh hoạt từ khu vực chợ Đồng Hới, nước thải từ các trung tâm đô thị như thị trấn Quán Hàu và đặc biệt là thành Phố Đồng Hới nên chất lượng nước sông có diễn biến khác nhau Nhìn chung chất lượng nước sông Nhật

Lệ còn khá tốt, tuy nhiên tại các điểm quan trắc nằm gần những khu vực có các nhà máy sản xuất, cảng cá Nhật Lệ và chợ Đồng Hới thì đã có dấu hiệu ô nhiễm nhẹ Diễn biến chất lượng tương đối ổn định và chất lượng nước sông có xu hưởng giảm

về mùa khô Kết quả quan trắc năm 2012 cho thấy, hàm lượng các chất dinh dưỡng, chất hữu cơ có xu hướng tăng cao vào mùa khô, tại thời điểm quan trắc đợt II, III, hàm lượng BOD5 dao động từ 14 - 20mg/l, trong khi đó vào các đợt quan trắc I, IV hàm lượng BOD5 dao động từ 13 - 15mg/l

b) Chất lượng nước biển ven bờ:

Tại các vùng biển gần các cửa sông phải hứng chịu trực tiếp nguồn thải từ đất liền thải ra nên chất lượng nước diễn biến theo mùa: vào mùa mưa hàm lượng các chất ô nhiễm có xu hướng tăng cao, điển hình là sự ô nhiễm chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng và các chất dinh dưỡng Chất lượng nước biển ven bờ tại các vùng biển gần với các khu vực có hoạt động nuôi trồng thủy sản phát triển, đặc biệt nuôi tôm trên cát như tại khu vực biển Cửa Phú 1, biển Hải Ninh, biển Ngư Thủy Trung đã bị suy giảm do hầu hết các doanh nghiệp nuôi tôm trên cát chưa đầu tư bài bản cho hệ

Hàm lượng COD tại các bãi tắm dao động từ 9-18mg/l vượt quy chuẩn cho phép từ 2,3 đến 4,5 lần; hàm lượng florua dao động từ 1,52 - 1,87mg/l vượt quy chuẩn từ 1,01 đến 1,25 lần; hàm lượng mangan dao động từ 0,1 -0,4mg/l vượt quy chuẩn cho phép từ 1 đến 4 lần; hàm lượng đồng dao động từ 0,79 -1,94mg/l vượt quy chuẩn cho phép từ 1,58 đến 3,88 lần; hàm lượng coliform dao động từ 1.085 – 2.150 MPN/100ml vượt quy chuẩn cho phép 1,1 đến 2,15 lần

Khu vực biển ven bờ Nhật Lệ và Resort nằm gần cửa sông Nhật Lệ nên phải tiếp nhận một lượng lớn các chất thải sinh hoạt từ các khu đô thị, khu công nghiệp

từ nước sông Nhật Lệ đổ về Bên cạnh đó các bãi tắm này nằm gần các khu du dịch trọng điểm nên chịu ảnh hưởng của các hoạt động du lịch gây ra, nước thải sinh hoạt từ các nhà hàng, khách sạn, các khu vui chơi giải trí chưa qua xử lý được đổ thẳng ra biển đã góp phần làm cho chất lượng nước bị suy giảm Chất lượng nước biển ven bờ có xu hướng giảm vào mùa khô, phần lớn nồng độ các chất trong nước

có hàm lượng cao hơn tại các thời điểm quan trắc đợt II, III Tuy nhiên tại các vùng biển nằm gần cửa sông thì hàm lượng các chất dinh dưỡng và TSS có xu hướng cao hơn vào mùa mưa lũ

Như vậy từ kết quả quan trắc chất lượng nước biển ven bờ cho thấy chất lượng nước biển ven bờ trên địa bàn tỉnh đã có dấu hiệu ô nhiễm nhẹ, đáng chú ý hơn tại các vùng biển có hoạt động du lịch phát triển lại bị ô nhiễm hữu cơ và một

số kim loại Mặt khác hoạt động nuôi trồng thủy sản, đặc biệt nuôi tôm trên cát đang được mở rộng dọc bờ biển ảnh hưởng nghiêm trọng chất lượng nước biển ven bờ

23

1.3.3 Xác định tải lượng ô nhiễm

Như đã đề cập ở trên về các nguồn thải khu vực cửa sông ven biển tỉnh Quảng Bình (nguồn thải từ các hoạt động sinh hoạt, nuôi trồng, khai thác và chế biến thủy hải sản, công nghiệp, du lịch, dịch vụ), dưới đây tác giả sẽ tính toán tải lượng ô nhiễm theo từng nguồn thải

a) Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ nguồn sinh hoạt:

Theo số liệu Niên giám thống kê tỉnh Quảng Bình năm 2012 [2], và Quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội các huyện ven biển tỉnh Quảng Bình đến năm 2020 [15; 16; 17; 21; 22; 23], dân số các huyện ven biển tỉnh Quảng Bình năm 2012 và

dự báo cho năm 2020 như sau:

Bảng 1.8 Dân số các huyện ven biển tỉnh Quảng Bình năm 2012 và dự báo cho

Để tính toán tải lượng ô nhiễm phát sinh từ nguồn sinh hoạt, tác giả dựa theo

hệ số cấp nước sinh hoạt [10] Hệ số cấp nước sinh hoạt năm 2012 là 0,1 - 0,12

m3/người/ngày, đến năm 2020 dự tính là 0,15 m3/người/ngày, và lượng nước thải

24

ước bằng 80% lượng nước cấp Từ đó có thể xác định tải lượng ô nhiễm phát sinh

từ nguồn sinh hoạt đối với vùng ven biển tỉnh Quảng Bình như sau:

Bảng 1.9 Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ nguồn sinh hoạt

2020 gấp khoảng 1,3 lần tải lượng ô nhiễm năm 2012

b) Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ công nghiệp:

Theo Quy hoạch sử dụng đất công nghiệp tỉnh Quảng Bình diện tích đất công nghiệp các huyện ven biển tỉnh Quảng Bình năm 2012 là 1.365,48 ha, dự tính đến năm 2020 diện tích đất công nghiệp sẽ gấp khoảng 2,16 lần [8]

Bảng 1.10 Diện tích đất công nghiệp các huyện ven biển tỉnh Quảng Bình năm

2012 và dự báo cho năm 2020

từ công nghiệp khu vực ven biển tỉnh Quảng Bình như sau:

c) Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ chăn nuôi:

Theo Niên giám thống kê tỉnh Quảng Bình năm 2012 và Quy hoạch phát triển nông nghiệp tỉnh Quảng Bình đến năm 2020, thì số lượng vật nuôi khu vực ven biển tỉnh Quảng Bình như sau:

Bảng 1.12 Số lượng vật nuôi khu vực ven biển tỉnh Quảng Bình năm 2012

bò là 15 kg/con/ngày, đối với lợn là 4 kg/con/ngày, đối với dê, cừu là 3 kg/con/ngày, và đối với gia cầm là khoảng 0,4 kg/con/ngày Từ đó có thể xác định

d) Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ nuôi trồng thủy sản:

Năm 2012, diện tích nuôi trồng thủy sản của tỉnh là 4.664 ha, dự báo đến năm

2020 diện tích nuôi trồng là 6.400 ha Ước tính lượng nước thải nuôi trồng thủy sản

là 20.000 m3/ha/vụ, theo đó ta tính được tải lượng ô nhiễm phát sinh từ nuôi trồng thủy sản của tỉnh Quảng Bình như sau:

Bảng 1.14 Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ nuôi trồng thủy sản

ĐVT: tấn/năm

Tổng coliform (MNP/100ml)

2020 12.800 8.960 3.072 5.120 17.920 768.000 Vậy theo tính toán, đến năm 2020 tải lượng ô nhiễm phát sinh từ nuôi trồng thủy sản tăng khoảng 1,4 lần so với năm 2012

e) Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ bệnh viện:

Năm 2012, khu vực ven biển tỉnh Quảng Bình có tổng số 2.315 giường bệnh[2], dự báo đến năm 2020 là 3241 giường bệnh Ước tính lượng nước thải là

f) Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ du lịch:

Trong năm 2012, tổng số khách du lịch trên địa bàn tỉnh là 890.915 người[2]với hệ số lưu trú là 1,16 ngày, dự tính đến năm 2020 sẽ có 2.200.000 khách du lịch với hệ số lưu trú là 1,3 ngày Tính theo hệ số cấp nước là 0,12 m3/người/ngày và lượng nước thải bằng 80% lượng nước cấp, ta tính được tải lượng ô nhiễm phát sinh

Vậy theo kết quả tính toán, tải lượng ô nhiễm phát sinh từ du lịch năm 2020

sẽ tăng khoảng 2,8 lần so với năm 2012

28

g) Tổng tải lượng ô nhiễm phát sinh trong khu vực:

Tổng hợp kết quả tính tải lượng ô nhiễm từ các nguồn thải ta xác định được tổng tải lượng ô nhiễm phát sinh khu vực ven biển tỉnh Quảng Bình như sau:

Bảng 1.17 Tổng tải lượng ô nhiễm phát sinh trong khu vực

Đơn vị: tấn/năm

2012 73.952,76 46.262,38 2.633,89 5.793,88 32.877,96

2020 135.442,03 84.458,99 3.727,60 8.538,84 55.628,64

h) Tải lượng ô nhiễm thải ra ngoài môi trường:

Để xác định tải lượng ô nhiễm thải ra ngoài môi trường tác giả đã căn cứ theo thực trạng xử lý chất thải trong khu vực để đưa ra những giả thiết sau:

- Đối với nguồn thải sinh hoạt, du lịch trong khu vực, tải lượng ô nhiễm thải

ra ngoài là 40%;

- Đối với nguồn thải công nghiệp, theo báo cáo qua trắc môi trường thì chỉ có khoảng 60% lượng chất thải công nghiệp được xử lý, vì vậy tải lượng ô nhiễm thải

ra ngoài là 40%;

- Đối với nguồn thải từ chăn nuôi chỉ có 50% lượng chất thải đã được qua xử

lý, vì vậy tải lượng ô nhiễm thải ra ngoài là 50%;

- Đối với nguồn thải từ bệnh viện chỉ có 50% lượng chất thải đã được qua xử

lý, vì vậy tải lượng ô nhiễm thải ra ngoài là 50%;

- Đỗi với nguồn thải từ nuôi trồng thủy sản thì hầu như chất thải đều chưa qua xử lý, chỉ có khoảng 10% lượng chất thải được xử lý, vì vậy tải lượng ô nhiễm thải ra ngoài là 90%

Từ những giả thiết trên có thể xác định được tải lượng ô nhiễm thải ra ngoài môi trường như bảng dưới đây:

30

Chương 2 - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Hiện nay trên thế giới đã nghiên cứu, phát triển và áp dụng rất nhiều mô hình

về thủy động lực môi trường, đánh giá chất lượng nước cũng như mô phỏng các quá trình lan truyền vật chất Một số mô hình điển hình như:

- ECOHAM (phiên bản 1 và 2) là mô hình số 3D kết hợp giữa module thủy lực với modul sinh thái được phát triển bởi nhóm nghiên cứu của Trường đại học Hamburg (Đức);

- ECOSMO (ECOSyst m MOd l) là mô hình liên kết ba chiều thủy động lực – băng biển – sinh địa hóa Mô hình được phát triển dựa trên mô hình thủy động lực HAMSOM (HAMburg shelf Ocean Model);

- SMS của Trung tâm nghiên cứu và phát triển kỹ thuật của quân đội Mỹ xây dựng cho phép kết hợp giữa mô hình thủy lực 1, 2 chiều với mô hình chất lượng nước;

- Bộ phần mềm MIKE do Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) phát triển và được thương mại hoá Trong Mike có tích hợp các Modul về thủy động lực và sinh thái môi trường

Mỗi công cụ được ứng dụng đều có những ưu điểm và những hạn chế, do vậy tùy thuộc vào điều kiện khu vực nghiên cứu, cơ sở dữ liệu hiện có để lựa chọn phương pháp nghiên cứu phù hợp

2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Trong những năm gần đây, ở nước ta vấn đề nghiên cứu thủy động lực môi trường ngày càng được quan tâm và phát triển, đặc biệt là nghiên cứu áp dụng cho các lưu vực sông, vùng vịnh, vùng cửa sông ven biển Dưới đây là một số đề tài nghiên cứu đã thực hiện:

31

- Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Môi trường (2006), Dự án “Ứng dụng mô hình tính toán dự báo ô nhiễm môi trường nước cho các lưu vực sông: Cầu, Nhuệ – Đáy, Sài Gòn – Đồng Nai”;

- Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam (2010), Đề tài “Nghiên cứu đề xuất các giải pháp quản lý sử dụng tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Vu Gia – sông Hàn đáp ứng nhu cầu phát triển bền vững TP Đà Nẵng”;

- Bảo Thạnh (2011), “Nghiên cứu chế độ thủy động lực và chất lượng nước vùng cửa sông Sài Gòn – Đồng Nai”; Luận án tiến sỹ địa lý;

- Phan Thành Bắc (2012), “Mô phỏng quá trình lan truyền vật chất ô nhiễm dưới tác động của các yếu tố động lực tại vịnh Cam Ranh bằng mô hình số”, Luận

văn thạc sỹ khoa học

Tất cả những nghiên cứu trên đã phần nào làm sáng tỏ bức tranh thủy động lực và môi trường, đồng thời góp phần vào nghiên cứu định hướng quy hoạch sử dụng tài nguyên và bảo vệ môi trường khu vực nghiên cứu

2.3 Giới thiệu phương pháp nghiên cứu áp dụng

Như đã nêu trên về vấn đề nghiên cứu thủy động lực – môi trường ở trên thế giới và trong nước, đã có rất nhiều công cụ để tính toán, mô phỏng các yếu tố thủy động lực – môi trường và đã áp dụng cho nhiều khu vực với kết quả tốt Riêng đối với khu vực cửa sông ven biển tỉnh Quảng Bình – khu vực đang ngày càng phát triển về kinh tế - xã hội vùng ven biển, thì vẫn chưa có nghiên cứu đánh giá tổng quan về thủy động lực – môi trường khu vực nói chung và sự biến động chất lượng nước vùng cửa sông ven biển nói riêng Dựa vào các điều kiện tổng quan khu vực,

và hiện trạng dữ liệu về thủy động lực – môi trường thì lựa chọn mô hình toán để tính toán, mô phỏng áp dụng cho khu vực là hợp lý

Phương pháp nghiên cứu sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm: Phương pháp thu thập, phân tích các tài liệu từ các nguồn hiện có; Phân tích, đánh giá tổng quan hiện trạng môi trường tại khu vực nghiên cứu; Tiếp đó, ứng dụng phương

2.4 Mô hình sử dụng

2.4.1 Giới thiệu chung về mô hình Mike 21

MIKE 21 là mô hình 2 chiều để tính toán dòng chảy, sóng, vận chuyển trầm tích và sinh thái học trong sông, hồ, cửa sông, vịnh, các vùng biển ven bờ và biển ngoài khơi MIKE 21 hiệu quả cho các ứng dụng kỹ thuật, quản lý tổng hợp vùng

bờ và lập kế hoạch Sự kết hợp giữa giao diện đồ họa dễ sử dụng với kỹ thuật tính toán tạo ra một công cụ hữu ích cho các nhà quản lý cũng như nhà thiết kế công trình Hàng nghìn kỹ sư cũng như nhà khoa học đánh giá MIKE 21 như một công cụ

mô hình hóa then chốt

Các modul sử dụng: Các quá trình lan truyền và khuếch tán vật chất trong

nước chủ yếu phụ thuộc vào các quá trình thuỷ động lực, do đó trong nghiên cứu này tác giả sử dụng kết hợp các modul thủy động lực HD, modul phổ sóng SW và modul sinh thái Ecolab để đánh tính toán lan truyền vật chất, cũng như đánh giá sự phụ thuộc của nó vào các quá trình thủy động lực khu vực

Modul HD – Hydrodynamics: Modul này tính toán dòng chảy và mực nước khi chịu tác động của các lực bên trong và bên ngoài khối nước Modul bao gồm một diện rộng các quá trình thủy lực và có thể sử dụng cho dòng chảy 2 chiều với

bề mặt thoáng trong đó giả thiết xáo trộn đều theo phương thẳng đứng

Modul SW- Spectral Wave Module: Modul phổ sóng có khả năng mô phỏng quá trình lan truyền, phát triển của sóng Mô hình có tính toán đến hiệu ứng khúc xạ sóng và năng lượng tiêu hao do ma sát đáy cũng như do sóng vỡ Mô hình cũng có khả năng tính đến tương tác giữa sóng và dòng chảy

33

Modul ECO Lab: modul sinh thái học được phát triển để mô tả các quá trình hóa học, sinh học và sinh thái học và tương tác giữa các yếu tố Đồng thời các quá trình vật lý của các thành phần trầm tích cũng có thể được mô tả Các yếu tố trong ECO Lab có thể tính toán bởi quá trình tải-khuếch tán dựa trên các quá trình động lực

2.4.2 Cơ sở lý thuyết

a) Modul thủy động lực Mike 21 HD

Modul thủy động lực với các phương trình cơ bản sau:

Phương trình liên tục

hS y

v x

Phương trình động lượng theo phương x và y tương ứng

Trong đó t là thời gian; x, y là toạ độ Đề các;  là dao động mực nước; d là độ sâu; h= +d là độ sâu tổng cộng; u, v là thành phần vận tốc theo phương x, y; f=2sin là tham số Coriolis; g là gia tốc trọng trường;  là mật độ nước; pa là áp

34

suất khí quyển; o là mật độ tiêu chuẩn; S là lượng điểm nguồn và (u s ,v s ) là vận tốc

đi vào miền tính Chỉ số gạch ngang ở trên biểu thị các giá trị trung bình:

u A

y

v A

T v x

T u t

vs h x

us h t

là số hạng nguồn do trao đổi nhiệt với khí quyển; T, s là nhiệt

độ và độ muối trung bình theo độ sâu T s và s s là nhiệt độ và độ muối của nguồn; F T

và F s là các số hạng khuếch tán theo phương ngang

y

D y x

D x F

35

S hC H h hF y

C v x

C u t

Sự liên hệ giữa dòng chảy và vận tốc pha:

Hàm mật độ năng lượng E(σ,θ) được xác định

Với σmax và σmin là tần số cực đại và cực tiểu

m là hằng số thường được lấy m=5

c) Modul sinh thái Mike 21 Ecolab

Mô đun được xây dựng nhằm mô tả các quá trình hoá học, sinh học, sinh thái học và những tương tác giữa các biến trạng thái Các biến trạng thái trong Ecolab có thể được vận chuyển bởi các quá trình tải - khuếch tán trong các quá trình thuỷ động lực, hoặc có quá trình xáo trộn tự nhiên

36

Thông thường phương trình vi phân cơ bản được xác định cho mỗi biến trạng thái Phương trình vi phân cơ bản tóm tắt các quá trình xảy ra với biến trạng thái xác định Nếu một quá trình tác động đến nhiều hơn một biến trạng thái, hoặc các biến trạng thái tác động đến các biến khác, thì các phương trình vi phân được gọi là kết hợp với mỗi biến khác Các quá trình chứa các biểu thức toán học mà sử dụng các đối số như là hằng số, ngoại lực và các biến trạng thái Các quá trình thường mô

tả tỉ lệ, tỉ lệ này thi thoảng cũng thay đổi Trong trường hợp này các hằng số là các giá trị không đổi theo thời gian và các ngoại lực tác động là các giá trị có thể thay đổi theo thời gian

Trong đó c trong đó c là nồng độ của biến trạng thái Ecolab; n là số quá trình

xảy ra với các biến trạng thái xác định

Quá trình động lực của các biến trạng thái Ecolab có thể được mô tả bởi các phương trình tải, trong đó biểu thức được viết như sau:

c c z

y

z

c D z

c D z

c D z

c w y

c v x

c u

2 2

2

(2.14) Trong đó c là nồng độ của biến trạng thái Ecolab; u,v,w là các thành phần vận tốc dòng chảy; Dx, Dy là các hệ số khuếch tán; Sc là số hạng nguồn; và Pc các quá trình Ecolab

Các biến trạng thái có thể được kết hợp tuyến tính hoặc phi tuyến thành một

thông qua số hạng nguồn Ecolab P c Phương trình tải có thể được viết lại như sau:

c

c P AD

Trong nghiên cứu này tác giả đã thu thập và chọn lọc sử dụng các số liệu sau:

- Số liệu địa hình: Số liệu địa hình cửa Gianh và cửa Nhật Lệ do Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đo đạc năm 2011; số liệu mặt cắt ngang hệ thống sông Gianh và sông Nhật Lệ do Liên đoàn khảo sát Khí tượng – Thủy văn đo đạc năm

2011

- Số liệu khí tượng, thủy văn:

+) Số liệu lượng mưa ngày tại trạm Đồng Tâm, số liệu bốc hơi tại trạm Tuyên Hóa năm 1980 và 1981; số liệu mưa ngày tại trạm Trường Sơn và Ba Đồn năm 2012; số liệu bốc hơi ngày tại trạm Đồng Hới và Ba Đồn năm 2012;

+) Số liệu mực nước theo giờ năm 2012 tại các trạm Mai Hóa, Tân Mỹ, Lệ Thủy, Đồng Hới (nguồn: Trung tâm Dữ liệu Khí tượng và Thủy văn);

+) Số liệu gió, sóng tại trạm Cồn Cỏ (1975-2008);

+) Số liệu chất lượng nước 2012, số liệu phục vụ tính toán tải lượng ô nhiễm

và một số số liệu khác (Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Bình)

3.2 Quy trình thực hiện

Quy trình thực hiện các mô hình trong nghiên cứu như sau:

- Để phục vụ tính toán thủy lực trên các hệ thống sông Gianh và sông Nhật

lệ, đòi hỏi điều kiện biên đầu vào tại các nhánh sông (mực nước hoặc lưu lượng),

38

tuy nhiên trên sông Son (hệ thống sông Gianh) và sông Long Đại (hệ thống sông Nhật Lệ) không có trạm thủy văn Do vậy tác giả sử dụng mô hình Mike NAM để tính toán lưu lượng tại các lưu lực sông này từ số liệu mưa và bốc hơi để làm điều kiện đầu vào cho mô hình Mike 11 HD Kết quả tính toán là lưu lượng ngày làm điều kiện biên cho mô hình Mike 11 HD với các biên ở sông Son và sông Long Đại