Xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước sông lam, nghệ an

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN QUANG VINH XÂY DỰNG BẢN ĐỒ PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG LAM, NGHỆ AN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN QUANG VINH XÂY DỰNG BẢN ĐỒ PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG LAM, NGHỆ AN Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS VÕ CHÍ MỸ TS ĐỖ HỮU TUẤN Hà Nội – Năm 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp công trình nghiên cứu thực cá nhân, thực sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức kinh điển, nghiên cứu khảo sát tình hình thực tiễn hướng dẫn khoa học GS.TS Võ Chí Mỹ TS Đỗ Hữu Tuấn Các số liệu, mô hình toán kết luận văn trung thực Một lần nữa, xin khẳng định trung thực lời cam kết Nguyễn Quang Vinh MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu Mục đích nhiệm vụ đề tài 10 Địa điểm, đối tượng nội dung nghiên cứu Error! Bookmark not defined Cấu trúc luận văn Error! Bookmark not defined Lời cảm ơn Error! Bookmark not defined CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU Error! Bookmark not defined 1.1 Tổng quan phát triển kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined 1.2 Bản đồ môi trường: Error! Bookmark not defined 1.3 Tổng quan số môi trường Error! Bookmark not defined 1.4 Tổng quan GIS Error! Bookmark not defined CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined 2.1 Ứng dụng GIS: Error! Bookmark not defined 2.2 Quy trình thành lập đồ môi trường Error! Bookmark not defined 2.3 Phương pháp xây dựng số WQI (Water Quality Index) Error! Bookmark not defined 2.4 Phương pháp thực nghiệm xây dựng đồ phân vùng chất lượng nước sông Lam Error! Bookmark not defined CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined 3.1 Cơ sở liệu trạng môi trường khu vực sông Lam Error! Bookmark not defined 3.2 Kết xây dựng đồ chất lượng nước sông Lam: Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 11 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Sông Lam, Nghệ An .Error! Bookmark not defined Hình Mô hình tháp liệu Error! Bookmark not defined Hình Mô hình tổ chức liệu CSDL GIS môi trường Error! Bookmark not defined Hình Quy trình xây dựng sở liệu Error! Bookmark not defined Hình Quy trình thành lập đồ môi trường .Error! Bookmark not defined Hình Sơ đồ quy trình công nghệ thành lập đồ môi trườngError! Bookmark not defined Hình Mô hình thực nghiệm xây dựng đồ phân vùng nước sông Lam Error! Bookmark not defined Hình Tạo PersonalGeodatabase Error! Bookmark not defined Hình : Mô tả tổ chức liệu địa hình Sông Lam – Nghệ AnError! Bookmark not defined Hình 10 Chọn lớp cần chạy sửa lỗi Error! Bookmark not defined Hình 11.Sửa lỗi Topology thực Arcmap Error! Bookmark not defined Hình 12 Bảng thuộc tính lớp khu chức Error! Bookmark not defined Hình 13 Bảng thuộc tính lớp Điểm Dân Cư .Error! Bookmark not defined Hình 14 Bảng thuộc tính lớp sông suối Error! Bookmark not defined Hình 15 Bảng liệu môi trường nước mặt .Error! Bookmark not defined Hình 16 Bảng thuộc tính lớp quan trắc dạng điểm Error! Bookmark not defined Hình 17 Hộp thoại Table, nhập liệu thuộc tính Error! Bookmark not defined Hình 18 Hộp thoại phương pháp nội suy Spline .Error! Bookmark not defined Hình 19 Hộp thoại công cụ Mask Error! Bookmark not defined Hình 20 Diễn biến hàm lượng DO điểm quan trắc Sông LamError! Bookmark not defined Hình 21 Diễn biến hàm lượng COD điểm quan trắc Sông LamError! Bookmark not defined Hình 22 Diễn biến hàm lượng BOD5 điểm quan trắc Sông Lam Error! Bookmark not defined Hình 23 Diễn biến hàm lượng TSS điểm quan Sông LamError! Bookmark not defined Hình 24 Diễn biến hàm lượng hợp chất N-NH4+ điểm quan trắc Sông Lam .Error! Bookmark not defined Hình 25 Diễn biến hàm lượng Coliform điểm quan trắc Sông Lam Error! Bookmark not defined Hình 26 Biểu đồ thông số DO, BOD, COD, SS điểm quan trắc 2012 Error! Bookmark not defined Hình 27 Biểu đồ thông số DO, BOD, COD, SS điểm quan trắc 2013 Error! Bookmark not defined Hình 28 Giá trị số WQI điểm lấy mẫu 65 Hình 29 Tỉ lệ giá trị WQI thuộc mức phân loại chất lượng nước 65 Hình 30 Sơ đồ chất lượng nước sông Lam – Nghệ An 2012Error! Bookmark not defined Hình 31 Sơ đồ chất lượng nước sông Lam – Nghệ An năm 2013Error! Bookmark not defined Hình 32 Sơ đồ so sánh chất lượng nước điểm sông LamError! Bookmark not defined Hình 33 Kết chạy nội suy năm 2012 Error! Bookmark not defined Hình 34 Kết chạy nội suy năm 2013 Error! Bookmark not defined Hình 35 Sơ đồ phân vùng nước sông Lam đoạn qua Anh SơnError! Bookmark not defined Hình 36 Sơ đồ phân vùng nước sông Lam đoạn Hưng Nguyên – Cửa Hội Error! Bookmark not defined Hình 37 Nhà máy xi măng Anh Sơn trình hoạt độngError! Bookmark not defined Hình 38 Một bãi tập kết rác xã ven sông 72 Hình 39 Rác thải sau buổi chợ cảng cá Cửa Hội 72 DANH MỤC BẢNG Bảng Các công thức tập hợp tính WQI [2, 3, 5, 7, 9] Error! Bookmark not defined Bảng Bảng quy định giá trị qi, BPi Error! Bookmark not defined Bảng Bảng quy định giá trị BPi qi DO% bão hòaError! Bookmark not defined Bảng Bảng quy định giá trị BPi qi thông số pHError! Bookmark not defined Bảng Phân loại ô nhiễm nguồn nước mặt Error! Bookmark not defined Bảng Thiết bị quan trắc phương pháp phân tích môi trường nướcError! Bookmark not defined Bảng Vị trí quan trắc đưa vào tính toán Error! Bookmark not defined Bảng Thông tin hoạt động lấy mẫu Error! Bookmark not defined Bảng Tổng hợp kết phân tích mẫu nước mặt dọc tuyến sông Lam Error! Bookmark not defined Bảng 10 Tổng hợp kết phân tích mẫu nước mặt dọc tuyến sông Lam Error! Bookmark not defined Bảng 11 Giá trị i thông số .Error! Bookmark not defined Bảng 12 Giá trị qi thông số Error! Bookmark not defined Bảng 13 Kết tính toán WQI thông số chất lượng nước sông LamError! Bookmark not defined Bảng 14 Kết tính toán số WQI mức đánh giá chất lượng nước sông Lam 2012 2013 Error! Bookmark not defined KÝ HIỆU VIẾT TẮT ĐMC - Đánh giá môi trường chiến lược ĐTM - Đánh giá tác động môi trường NSF - National Sanitation Foundation (Quỹ vệ sinh Quốc gia Mỹ) WQI - Water Quality Index - Chỉ số chất lượng nước CSDL – Cơ sở liệu MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu Trong năm gần đây, vấn đề ô nhiễm, suy thoái tai biến môi trường toàn cầu có biến đổi theo chiều hướng ngày tăng Các quốc gia, tổ chức quốc tế có ưu tiên, phối hợp hành động, hợp tác giải vấn đề môi trường xúc đặt Nhu cầu công nghiệp hóa, đại hóa đất nước, phát triển kinh tế - xã hội mạnh mẽ gây tác động nghiêm trọng tới thành phần tài nguyên môi trường mà đối tượng chịu ảnh hưởng rõ nét nhất, nhạy cảm nguồn nước Nhiều vấn đề môi trường cấp bách diễn phức tạp quy mô địa phương hầu hết lưu vực sông như: Diện tích rừng tự nhiên bị thu hẹp, đa dạng sinh học bị giảm sút, tài nguyên nước bị ô nhiễm nặng nề Cùng với tính chất cực đoan trình biến đổi khí hậu, tượng tai biến môi trường bão tố, lũ lụt xảy thường xuyên, mà vùng hạ lưu sông khu vực nhạy cảm bị tác động mạnh mẽ Hiện nay, mức độ ô nhiễm kênh, sông, hồ thành phố lớn nặng nề Hệ thống sách, văn pháp quy liên quan đến bảo vệ môi trường lưu vực sông thiếu chưa đồng bộ, nguồn kinh phí đảm bảo cho hoạt động bảo vệ môi trường lưu vực sông chưa đáp ứng yêu cầu thực tế; chưa có hệ thống liệu - thông tin phục vụ quản lý môi trường lưu vực sông Với thực trạng này, để đảm bảo tốt tác quản lý môi trường lưu vực sông, trước tiên cần phải xác định cách tiếp cận nhằm đảm bảo hài hòa mục tiêu phát triển kinh tế với bảo vệ môi trường lưu vực sông Sông Lam dòng sông lớn Việt Nam bắt nguồn từ Xiengkhoang, Lào chảy qua địa phận tỉnh Nghệ An đổ biển Đông Cửa Hội Sông Lam ranh giới tỉnh Nghệ An – Hà Tĩnh, chảy qua huyện Hưng Nguyên, thành phố Vinh, xã Nghi Lộc đổ biển Hạ nguồn sông Lam chịu tác động mạnh phát triển công nghiệp hóa – đại hóa thành phố Vinh trình phát triển lên thành trung tâm kinh tế, văn hóa vùng 10 Bắc Trung Bộ kéo theo phát triển khu vực xung quanh với mật độ dân số phát triển mạnh chạy ven sông Lam Dự án đường du lịch ven sông Lam với nhà máy đóng tàu khu công nghiệp ven sông Lam ảnh hưởng không đến môi trường nước sông Rút học từ sông chảy qua thành phố lớn đông dân cư khu công nghiệp Sông Nhuệ, sông Thị Vải… bị ô nhiễm nặng nề, từ đầu phải trọng đến việc nghiên cứu đánh giá trạng, dự báo xu diễn biến môi trường chất lượng nước sông Lam nhằm nâng cao lực quản lý môi trường sông Lam vấn đề xúc, có ý nghĩa khoa học thực tiễn to lớn Hiện việc thành lập đồ môi trường lưu trữ hiển thị liệu môi trường hỗ trợ mạnh mẽ cho công tác quy hoạch quản lý tài nguyên, phản ánh thay đổi môi trường tác động hoạt động phát triển kinh tế - xã hội người Đồng thời số chất lượng nước (WQI) phân vùng chất lượng nước công cụ giúp đánh giá mức độ ô nhiễm đoạn sông phục vụ mục đích quy hoạch sử dụng hợp lý nguồn nước mặt xây dựng định hướng kiểm soát ô nhiễm, bảo vệ môi trường nước Để quản lý môi trường khu vực sông Lam có hiệu cần phải có sở liệu đầy đủ, xác, với khả cập nhật kịp thời nhanh chóng biến động chất lượng môi trường nước khu vực Đề tài luận văn thạc sỹ "Xây dựng đồ phân vùng chất lượng nước sông Lam, tỉnh Nghệ An" lựa chọn xuất phát từ nhu cầu thực tế có tính thực tiễn, phát triển bền vững khu vực Sông Lam nói riêng tỉnh Nghệ An nói chung Mục đích nhiệm vụ đề tài Mục tiêu đề tài : Nghiên cứu xây dựng sở liệu thành lập đồ môi trường; tính toán số chất lượng nước WQI nhằm phục vụ quản lý môi trường Từ hướng tới thành lập phương pháp để xây dựng đồ phân vùng chất lượng nước khu vực sông Lam dựa số WQI Để hoàn thành mục tiêu đó, đề tài tập trung giải nhiệm vụ sau: 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt Bộ Tài nguyên Môi trường (2007), Thông tư số 10/2007/TT-BTNMT ngày 22/10/2007 việc hướng dẫn bảo đảm chất lượng kiểm soát chất lượng hoạt động quan trắc môi trường, Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trường (2009), Thông tư số 10/2009/TT-BTNMT quy định Bộ thị môi trường quốc gia môi trường không khí, nước mặt lục địa, nước biển ven bờ, Hà Nội Phạm Ngọc Hồ (2004), Cơ sở khoa học phương pháp luận xây dựng đồ trạng môi trường, Tuyển tập công trình khoa học Hội nghị khoa học ngành khoa học, công nghệ môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Văn Hợp, Thủy Châu Tờ, Nguyễn Hữu Nam (2004), “Đánh giá chất lượng nước sông Hương dựa vào số chất lượng nước (WQI)”, Tạp chí Phân tích Hóa, Lý Sinh học, tr 23 -32 Tôn Thất Lãng ctv (2009), Xây dựng sở liệu GIS kết hợp với mô hình toán số chất lượng nước để phục vụ công tác quản lý kiểm soát chất lượng nước hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai, Sở Khoa học Công nghệ TP Hồ Chí Minh, tr 04 – 06 Tôn Thất Lãng ctv (2008), Nghiên cứu số chất lượng nước để đánh giá phân vùng chất lượng nước sông Hậu, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp sở, tr 03 – 07 Võ Chí Mỹ (2012), Thành lập sử dụng đồ lĩnh vực môi trường, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, tr 2-8, 10-18 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Nghệ An (2012), Báo cáo trạng môi trường năm tỉnh Nghệ An, Nghệ An Trung Tâm Quan Trắc Kỹ Thuật Môi Trường Nghệ An (2013), Kết quan trắc phân tích môi trường Tỉnh Nghệ An từ 2009 đến 2013, Nghệ An 12 10 Tổng cục môi trường (2011), Quyết định số 879/QĐ-TCMT việc ban hành sổ tay hướng dẫn tính toán số chất lượng nước, Hà Nội 11 Tổng cục Môi trường (2008), QCVN 08 : 2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước mặt, Hệ thống Quy chuẩn (Tiêu chuẩn) kỹ thuật Quốc gia môi trường, Hà Nội 12 Tổng cục môi trường (2010), Phương pháp tính toán số chất lượng nước WQI, Trung tâm Quan trắc môi trường, Hà Nội, tr 4-5 Tài liệu tiếng Anh 13 Bhargava D.S (1983), “Use of WQI for River Classificaton and Zoning of the Gange River”, Environment Pollution (Serie B), No 6, Page 51 – 67 14 Couillard D (1985), “Analysis of WQI”, Journal of Environmental Management, Canada 15 Department of Environment, New Foundlands (1994), WQI Applied to the Exploits River Watershed, Canada 16 Government of British Columbia, Ministry of Environment, Environmental Protection Division (2001), The British Columbia Water Quality Index, Canada 17 King Country (2007), Water Quality Index for Streams and River, United States of America 18 NSF Consumer Information (2004), Water Quality Index, United States of America 19 Http://vi.wikipedia.org/wiki/Sông_Lam 13