Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình phát triển các khu công nghiệp đến chất lượng nước trong hệ thống thủy nông bắc hưng hải

L IC M N th c hi n hoàn thành lu n v n này, nh n đ c s quan tâm giúp đ t n tình, s đóng góp quý báu c a nhi u cá nhân t p th Tr c tiên, xin trân tr ng g i l i c m n Ban giám hi u, B môn C p thoát n c – Khoa K thu t Tài nguyên n c, Tr ng i h c Th y l i Hà N i t o u ki n thu n l i cho h c t p, nghiên c u hoàn thành lu n v n c bi t bày t s bi t n sâu s c đ n TS ng Minh H i t n tình h ng d n, ch b o giúp đ su t trình th c hi n lu n v n Tôi xin trân tr ng c m n c quan: S K ho ch ut B c Ninh, S Nông nghi p PTNT B c Ninh, S Tài nguyên Môi tr ng B c Ninh, C c Th ng kê B c Ninh, … t o m i u ki n thu n l i cung c p s li u, tài li u giúp đ hoàn thành lu n v n Tôi xin chân thành c m n t i gia đình, ng i thân, b n bè, đ ng nghi p, quan tâm đ ng viên, giúp đ trình th c hi n nghiên c u đ tài M c dù có nhi u n l c, song trình đ th i gian có h n nên lu n v n không tránh kh i thi u sót Vì v y, kính mong nh n đ c s góp ý ch b o c a th y cô giáo b n đ ng nghi p Xin chân thành c m n! Hà N i, ngày 08 tháng n m 2015 TÁC GI LU N V N Nguy n Minh Phúc L I CAM OAN Tác gi xin cam đoan công trình nghiên c u riêng c a tác gi Các s li u, thông tin trích d n lu n v n trung th c đ u đ c ghi rõ ngu n g c K t qu nghiên c u lu n v n ch a t ng đ s d ng ho c công b b t k công trình khác Hà N i, ngày 08 tháng n m 2015 TÁC GI LU N V N Nguy n Minh Phúc c M CL C L IC M N L I CAM OAN M CL C DANH M C HÌNH NH DANH M C B NG BI U DANH M C T VI T T T M U CH NG I T NG QUAN 1.1 T ng quan v x n c th i c a khu công nghi p 1.2 T ng quan v H th ng B c H ng H i - Khu v c Nam u ng 15 1.3 T ng quan v mô hình SWAT 17 1.4 Các nghiên c u th c hi n th gi i 19 1.5 Các nghiên c u th c hi n CH NG II C S D Vi t Nam 20 LI U VÀ C S LÝ THUY T 22 2.1 C s d li u 22 2.2 C s lý thuy t 22 2.1.1 H th ng thông tin đ a lý (Georaphic information system – GIS) 22 2.1.2 Mô hình SWAT 26 CH NG III MÔ PH NG CÔNG NGHI P CH T L NH H NG N NG S PHÁT TRI N KHU C TRONG H TH NG TH Y L I B C H NG H I - H TH NG TH Y L I NAM U NG 33 3.1 Mô t vùng nghiên c u 33 3.1.1 V trí đ a lý 33 3.1.2 c m đ a hình 34 3.1.3 c m khí h u 34 3.1.4 c m th y v n ngu n n c 37 3.1.5 Tình hình s d ng đ t 40 3.1.6 Tình hình kinh t - xã h i 41 3.2 Tình hình ô nhi m n c vùng nghiên c u 42 3.2.1 Tình hình x th i c a khu dân c 42 3.2.2 Tình hình x th i c a làng ngh 44 3.2.3 Tình hình x th i c a khu, c m công nghi p 46 3.3 Thi t l p mô hình 48 3.3.1 D li u thu th p 48 3.3.2 Ti n trình th c hi n mô hình SWAT 51 3.4 ánh giá đ nh y nh h ng đ n y u t gây ô nhi m c a mô hình 58 CH NG IV GI I PHÁP GI M THI U Ô NHI M N 4.1 xu t gi i pháp gi m thi u ô nhi m n C 63 c 63 4.1.1 c m chung 63 4.1.2 xu t công ngh x lý 64 4.2 ánh giá hi u qu c a gi i pháp gi m thi u 79 K T LU N 82 TÀI LI U THAM KH O 84 DANH M C HÌNH NH Hình 1.1 T l gia t ng n n c th i t KCN t l gia t ng t ng l ng c th i t l nh v c toàn qu c Hình 1.2 c tính t l t ng l Hình 1.3 Hàm l ng n c th i KCN c a vùng kinh t ng c n l l ng (SS) n c th i c a m t s KCN mi n Trung qua n m Hình 1.4 Hàm l ng COD n c th i c a KCN Liên Chi u ( N ng) n m 2006 2008 Hình 1.5 Hàm l ng BOD n Hình 1.6 K t qu phân tích n c th i c a m t s KCN n m 2008 10 c t i m x chung c a m t s KCN t nh phía Nam n m 2008 10 Hình 1.7 Hàm l ng Coliform n c th i m t s KCN n m 2008 11 Hình 1.8 Di n bi n COD sông qua n m 12 Hình 1.9 T n su t l n đo v t TCVN c a m t s thông s t i sông ng Nai đo n qua TP Biên Hòa 12 Hình 1.10 Hàm l ng COD sông Th V i qua n m 13 Hình 1.11 Hàm l ng NH + sông C u đo n ch y qua Thái Nguyên n m 2008 14 Hình 1.12 Di n bi n DO d c sông Công qua n m 14 Hình 1.13 Di n bi n ô nhi m n c sông Nhu đo n qua Hà ông 15 Hình 2.1 Quy trình ng d ng mô hình SWAT 32 Hình 3.1 V trí vùng nghiên c u 34 Hình 3.2 B n đ đ a hình khu v c nghiên c u 48 Hình 3.3 B n đ th nh ng khu v c nghiên c u 49 Hình 3.4 B n đ s d ng đ t vùng nghiên c u 50 Hình 3.5: B n đ đ n v th y v n l u v c h th ng th y nông Nam u ng 53 Hình 3.6 Di n bi n hàm l ng t ng Nit n m nghiên c u 56 Hình 3.7 Di n bi n hàm l ng t ng NH n m nghiên c u 57 Hình 3.8 Di n bi n hàm l ng t ng NO - n m nghiên c u 57 Hình 3.9 Các y u t nh h ng đ n T ng N l u v c I 58 Hình 3.10 Các y u t nh h ng đ n T ng N l u v c II 59 Hình 3.11 Các y u t nh h ng đ n T ng N l u v c III 59 Hình 3.12 Các y u t nh h ng đ n NH l u v c I 60 Hình 3.13 Các y u t nh h ng đ n NH l u v c II 60 Hình 3.14 Các y u t nh h ng đ n NH l u v c III 61 Hình 3.15 Các y u t nh h ng đ n NO l u v c I 61 Hình 3.16 Các y u t nh h ng đ n NO l u v c II 62 Hình 3.17 Các y u t nh h ng đ n NO l u v c III 62 Hình 4.1 S h a v trí đ t tr m x lý 64 Hình 4.2 Di n bi n hàm l ng t ng Nit tr Hình 4.3 Di n bi n hàm l ng t ng NH n m nghiên c u 81 Hình 4.4 Di n bi n hàm l ng t ng NO - n m nghiên c u 81 c sau x lý 80 DANH M C B NG BI U B ng 1.1 (tr c th i c a m t s ngành công nghi p c x lý) B ng 1.2 n c tr ng thành ph n n c tính t ng l ng n c th i th i l ng ch t ô nhi m c th i t KCN thu c t nh c a vùng KTT n m 2009 B ng 3.1 Nhi t đ không khí trung bình tháng t i tr m B c Ninh vùng ph c n 35 B ng 3.2 m không khí trung bình tháng t i tr m B c Ninh vùng ph c n 35 B ng 3.3 T ng l ng b c h i trung bình tháng t i tr m B c Ninh vùng ph c n 36 B ng 3.4 M a trung bình tháng t i tr m B c Ninh vùng ph c n 36 B ng 3.5.M ng l i tr m quan tr c y u t khí t B ng 3.6 M ng l i tr m quan tr c y u t thu v n 40 ng 39 B ng 3.7 Hi n tr ng s d ng đ t T nh B c Ninh 41 B ng 3.8 Lao đ ng xã h i phân theo ngành kinh t 42 B ng 3.9.Th ng kê huy n, xã có sông qua 43 B ng 3.10:Tình hình x th i c a làng ngh khu c m công nghi p ch y u 47 Bi u đ 3.1 L u l ng n c m a 54 Bi u đ 3.2 Di n bi n n c th i t i Khu v c 54 Bi u đ 3.3 Di n bi n n c th i t i Khu v c II 55 Bi u đ 3.4 Di n bi n n c th i t i Khu v c III 55 DANH M C T ARS VI T T T : Agricultural Research Service CREAMS : Chemicals, Runoff, and Erosion from Agricultural Management Systems DEM : Digital Elevation Model DO : Dissolved Oxygen FAO : Food and Agriculture Organization GIS : Geographic Information System GLCC : Global Land Cover Chacterization GLEAMS :Groundwater Loading Effects on Agricultural Management Systems HRU : Hydrostatic Release Unit LULC : landuse and landcover MUSLE : Modified Universal Soil Loss Equation MWSWAT : Map Window Soil and Water Assessment Tool NEXRAD : Next-Generation Radar QCVN 08:2008/BTNMT: Quy chu n Vi t Nam n m 2008 c a B Nguyên Môi Tr ng SQL : Structure Query Language SRTM : Shuttle Radar Topographic Mission SWAT : Soil and Water Assessment Tool SWRRB : Simulator for Water Resources in Rural Basins TP : Total Phospho UBND : y Ban Nhân Dân USDA : United States Department of Agriculture USGS : United States Geological Survey UTM : The Universal Transverse Mercator Tài M U Tính c p thi t c a v n đ nghiên c u Ch t l tr ng n c đóng m t vai trò quan c c k tr ng vi c sinh ng phát tri n c a lúa Tuy nhiên, ch t l h th ng thu nông n hi n t ng n c hi n t i c a c ta b ô nhi m nghiêm tr ng Nguyên nhân c a ng trình x n nghi p, đô th l ng n k t h p V n đ đ c th i không ki m soát t khu công c h i quy giàu dinh d ng vào kênh t i tiêu c c quan qu n lý nh n nh ng gi i pháp đ gi m thi u v n trình tìm ki m H th ng th y nông B c H ng H i- Khu v c Nam u ng, bao g m đ t đai c a huy n Thu n Thành, L ng Tài Gia Bình Di n tích đ t t nhiên toàn h th ng 32.472,0 ha, di n tích đ t nông nghi p 20.604,6 ha, di n tích đ t lúa màu 16.727,3 V t i: Ngu n n ct i ch y u tr m b m Nh Qu nh cung c p, l y t sông H ng qua c ng Xuân Quan thông qua kênh B c kênh Gi a Nh ng hi n t i m t s khu v c cu i c a hai n kênh th x y tình tr ng thi u n thác n n c Vì v y, ph i b sung m t s tr m b m khai c m t t i sông Ng , sông u ng, sông Dâu - Lang Tài , sông ng Kh i, sông Bùi đ c p n c nói C th : sông i cho 550 ha, sông sông Bùi có tr m b m t qu n lý t ông Côi - c b sung cho khu v c thi u u ng có tr m b m t Dâu - Lang Tài có tr m b m t tr m b m t ng xuyên i cho 1.297 ha, sông i cho 3.150 ha, sông ông Côi - Ng có ng Kh i có tr m b m t i cho 313 ha, i cho 1.758 kho ng 52 tr m b m c p xã i cho ph n di n tích l i V tiêu: H th ng B c H ng H i - Khu v c Nam u ng đ c tiêu ch y u sông Thái Bình qua hai tr m b m: Kênh Vàng 2, V n Thai T ng di n tích tiêu sông Thái Bình 15.360 Tiêu sông i u ng có tr m b m ng Thành tiêu cho 1.618 Tiêu sông Bùi có tr m b m Ng c Quan, Minh Tâm tiêu cho 1.165 Tiêu sông Dâu - Lang Tài có tr m b m Ngh a o, Nguy t c tiêu cho 1.665 Tiêu sông ông Côi - Ng có tr m b m Kênh Vàng I, tr m b m sông Khoai, tr m b m Mão di n tích 1.705 Tiêu sông i n tiêu cho ng Kh i có tr m b m V n D ng 1+2, tr m b m p D a tiêu cho 316 kho ng 40 tr m b m xã qu n lý tiêu cho ph n di n tích l i Trong Khu v c Nam u ng thu c h th ng th y l i B c H ng H i theo Báo cáo u tra đánh giá tài nguyên n c m t c a t nh B c Ninh n m 2006 đa s khu công nghi p trình trình h s phê t đ u có báo cáo đánh giá tác đ ng môi tr ng h th ng x lý môi tr ng đ t tiêu chu n cho phép nh ng ho t đ ng h th ng x lý môi tr ng không đ ng n c xây d ng, ho c n u có công ngh x lý c ng r t s b L c th i c a khu công nghi p h u h t đ c x h th ng kênh t i, tiêu thu l i Xu t phát t nh ng u trên, đ tài lu n v n c a em là: “Nghiên c u nh h n ng c a trình phát tri n khu công nghi p đ n ch t l ng c h th ng thu nông B c H ng H i” M c đích c a đ tài Làm sáng t c ch đ n ch t l ng n nh h ng c a x n c th i t khu công nghi p c h th ng B c H ng H i – Vùng Nam u ng; xu t gi i pháp gi m thi u ô nhi m ch t l ng n c h th ng B c H ng H i – Vùng Nam u ng Cách ti p c n ph it l ng n ng pháp nghiên c u: ng nghiên c u: Ch t l ng n c t khu công nghi p; ch t c h th ng B c H ng H i – Vùng Nam u ng Ph m vi nghiên c u: Nghiên c u di n bi n ch t l ng n c h th ng thu l i B c H ng H i – Vùng Nam u ng t n m 2000 đ n 2013 80 Hình 4.2 Di n bi n hàm l n i v i Hàm l ng t ng Nit tr c sau x lý ng NH+ : T k t qu ch y mô hình cho th y c th i t KCN, làng ngh có hàm l ng NH+ gi m nhiên v n đ u không đ t yêu c u v i QCVN 08: 2008/BTNMT (Hình đ 4.2) u th hi n ch t l ng n c khu v c ch u nhi u nh h nhi m nông nghi p ch y u d n đ n hàm l ng v n đ ô vùng nghiên c u v n canh tác nông nghi p ng NH+ v n b ô nhi m 81 Hình 4.3 Di n bi n hàm l n i v i Hàm l ng t ng NH n m nghiên c u ng NO -: T k t qu ch y mô hình cho th y c th i t KCN, làng ngh sau qua x lý đ t tiêu chu n so v i QCVN 08: 2008/BTNMT (Hình đ 4.3) Hình 4.4 Di n bi n hàm l ng t ng NO - n m nghiên c u 82 K T LU N Nh ng k t qu đ t đ c V i đ tài “Nghiên c u nh h công nghi p đ n ch t l ng n c h th ng thu nông B c H ng H i” Qua nghiên c u lu n v n đ t đ - Tìm hi u đ - ã nêu đ ng c a trình phát tri n khu c m t s k t qu nh sau: c tình hình t ng quan x th i c a Khu công nghi p c hi n tr ng thoát n công nghi p, làng ngh , n c th i c a Khu công nghi p, c m c th i sinh ho t nh h ng đ n khu v c Nam u ng - ã phân tích đ đánh giá đ c u ki n t nhiên, dân sinh kinh t xã h i c hi n tr ng kh n ng khai thác ngu n n thu th p đ c t s li u c; - Tìm hi u nghiên c u, thi t l p mô hình v i ph n m m Arcgis 9.3 Arcswat 2009 ng d ng mô hình đ - T k t qu n ng d ng ph n m m Arcswat đánh giá đ c th i c a Khu công nghi p nh h c ch t l ng ng đ n h th ng th y nông B c H ng H i - Khu v c Nam u ng - T đ xu t nh ng mô hình tr m x lý n c th i đ gi m thi u ô nhi m h th ng th y nông B c H ng H i - Khu v c Nam u ng H n ch c a đ tài Do u ki n h n ch v th i gian, thông tin nên lu n v n có nh ng h n ch nh : - Ch đ xu t nh ng mô hinh tr m x lý gi m thi u ô nhi m, ch a có thi t k chi ti t m t tr m x lý c th - Ch a xác đ nh đ c t ng m c đ u t c a công trình - Các giá tr đ u vào nh b n đ cao đ Dem s d ng b n đ UTM 90 có đ ng đ ng m c l n, v y k t qu ch a có đ xác cao 83 - Không có nhi u k t qu đo th c t t i hi n tr ng đ làm c n c ki m đ nh đ xác c a mô hình Ki n ngh đ m b o ch t l không b ô nhi m n ng n ct i khu v c th y nông Nam u ng c th i t khu công nghi p c ng nh làng ngh đ k t qu ng d ng qua ph n m m arcswat đ c xác, tác gi có nh ng ki n ngh nh sau: - T ng c ng công c pháp lý, yêu c u t t c khu công nghi p đ u ph i xây d ng h th ng x lý n c th i t p trung, xây d ng khu v c l u gi t m th i ch t th i nguy h i theo quy đ nh c a Lu t th i gian kho ng th i gian nh t đ nh - Yêu c u t t c d án đ u t khu công nghi p có n ph i x lý s b đ t tiêu chu n đ u vào c a tr m x lý n c th i c th i t p trung c a c khu công nghi p - T ng c ng bi n pháp thanh, ki m tra đ x lý doanh nghi p không th c hi n cam k t b o v môi tr cáo đánh giá tác đ ng môi tr k t b o v môi tr ng đ ng đ ng Quy t đ nh Báo c phê t ho c B n Xác nh n cam c c quan có th m quy n xác nh n - Nâng cao nh n th c c a doanh nghi p s n xu t khu công nghi p pháp lu t v b o v môi tr môi tr ng ây bi n pháp gi m thi u ô nhi m ng t t nh t - T ng c ng u đãi v đ u t Doanh nghi p s n xu t khu công nghi p nh sách h tr Doanh nghi p l nh v c b o v môi tr ng, sách khuy n khích v thu , - Trong ch y ng d ng Arcswat 2009 n n c a Arcgis 9.3 c n có b n đ đ a hình xác đ có th phân chia l u v c xác, t k t qu đ u c a mô hình s xác h n 84 TÀI LI U THAM KH O Nguy n Th Vân Hà c ng tác viên, 2006 -2008, Nghiên c u đánh giá đ xu t bi n pháp qu n lý ch t l ng n c phú d ng h D u Ti ng, báo cáo t ng k t k t qu đ tài KHCN c p đ i h c Qu c gia tr ng m, đ i h c Qu c gia TP H Chí Minh, tr Nguy n Hà Trang, 2009, giá d báo ch t l nghi p, Tr ng ng đ i h c Bách Khoa ng d ng công ngh GIS mô hình SWAT đánh ng n c l u v c sông ng Nai, Lu n v n t t i h c S ph m K thu t TP H Chí Minh Nguy n Duy Liêm, Lê Hoàng Tú, 2010, SWAT đánh giá ch t l ng n ng d ng MAPWINDOW GIS c l u v c sông Srêpôk, Tr ng iH c Nông Lâm TP H Chí Minh B Tài nguyên Môi tr l ng N ng, 2008 Quy chu n K thu t Qu c gia v Ch t c m t (QCVN 08 : 2008/BTNMT) Hà N i Van Liew Garbrecht (2003) đánh giá kh n ng d đoán dòng ch y d i u ki n khí h u khác cho l u v c c s l u v c sông Washita S d ng SWAT nghiên c u hi u qu c a ho t đ ng b o t n thiên nhiên ch ng trình đánh giá hi u qu b o t n thiên nhiên USDA (CEAP, 2007), th c hi n đánh giá cho khu v c l n nh l u v c th ng ngu n sông Mississippi toàn b M c a Arnold c ng s (1999); Nguy n Kiên D ng (Vi n khoa h c khí t ng th y v n Môi Tr ng) áp d ng SWAT “Nghiên c u quy lu t xói mòn đ t bùn cát l u v c sông Sê San b ng mô hình toán” Lê B o Trung (Tr ng đ i h c Khoa h c Th y l i) ng d ng mô hình SWAT đánh giá ch t l Hu nh Th Lan H ng n c sông Công ng (Vi n khoa h c Khí t ng Th y v n Môi tr ng d ng mô hình SWAT qu n lý t ng h p tài nguyên n sông Ch y ng) cl uv c 85 10 Ph m V n T nh (Tr ng đ i h c Lâm nghi p Hà N i) “nghiên c u ng d ng mô hình SWAT ph c v qu n lý tài nguyên đ t n c l u v c sông Lô – Gâm” 11 Báo cáo i u tra, đánh giá tài nguyên n c m t t nh B c Ninh n m 2006 12 Báo cáo t ng h p quy ho ch t ng th phát tri n kinh t - xã h i t nh B c Ninh đ n n m 2020, đ nh h 13 Quy chu n k ng đ n n m 2030 thu t qu c gia v ch t l ng n c m t QCVN 08: 2008/BTNMT 14 Quy chu n k thu t qu c gia v n c th i công nghi p QCVN 24: 2009/BTNMT 15 Niên giám t nh B c Ninh 16 Giáo trình X lý n V n Ph c th i b ng ph c 17 Báo cáo môi tr ng n m 2009 ng pháp sinh h c – PGS TS Nguy n PH L C I L UL NG N C TH I C A CÁC KHU CÔNG NGHIÊP B ng tính l u l ng n c th i c a Khu v c N m Khu v c Khu v c Khu v c Khu v c 2000 - - 3,000.00 - 2001 - - 3,000.00 - 2002 - - 3,000.00 - 2003 - - 3,000.00 - 2004 - - 3,000.00 - 2005 - - 3,000.00 - 2006 - - 3,000.00 - 2007 4,200.00 - 3,000.00 - 2008 4,200.00 8,938.80 3,000.00 - 2009 13,400.70 8,938.80 3,000.00 - 2010 13,400.70 8,938.80 3,000.00 - 2011 13,400.70 16,504.20 3,000.00 - 2012 13,400.70 16,504.20 3,000.00 - 2013 13,400.70 16,504.20 3,000.00 - PH L C II DI N BI N N C TH I C A KHU V C NGHIÊN C U TR T N M 2000 C VÀ SAU X N N M 2013 LÝ Hàm l ng T ng N tr 50 45 40 Hàm l ng T ng N 35 30 25 20 15 10 - N m c x lý Hàm l ng NH3 tr Hàm l ng NH3 - N m c x lý Hàm l ng NO2 tr 0 0 Hàm l ng NH3 0 0 - N m c x lý Hàm l ng T ng N sau x lý 35 30 Hàm l ng T ng N 25 20 15 10 - N m Hàm l ng NH3 sau x lý 3,50 3,00 ng NH3 2,00 Hàm l 2,50 1,50 1,00 0,50 - N m Hàm l ng NO2 sau x lý 0,20 0,18 0,16 Hàm l ng NH3 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 - N m