Nghiên cứu đề xuất các mô hình, giải pháp công nghệ khai thác nguồn nước karst phục vụ cấp nước sinh hoạt cho cư dân khu vực huyện đồng văn, tỉnh hà giang trong bối cảnh biến đổi khí hậu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH NGUYỄN VĂN TRÃI NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC MƠ HÌNH, GIẢI PHÁP CƠNG NGHỆ KHAI THÁC NGUỒN NƢỚC KARST PHỤC VỤ CẤP NƢỚC SINH HOẠT HIỆU QUẢ, BỀN VỮNG CHO CỘNG ĐỒNG DÂN CƢ KHU VỰC HUYỆN ĐỒNG VĂN, TỈNH HÀ GIANG TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Hà Nội – 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH NGUYỄN VĂN TRÃI NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC MƠ HÌNH, GIẢI PHÁP CƠNG NGHỆ KHAI THÁC NGUỒN NƢỚC KARST PHỤC VỤ CẤP NƢỚC SINH HOẠT HIỆU QUẢ, BỀN VỮNG CHO CỘNG ĐỒNG DÂN CƢ KHU VỰC HUYỆN ĐỒNG VĂN, TỈNH HÀ GIANG TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS Vũ Văn Tích Hà Nội – 2017 LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn thạc sĩ Biến đổi khí hậu, học viên xin cảm ơn chân thành tới PGS.TS.Vũ Văn Tích, người trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ học viên trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tác giả chân thành cám ơn Thầy, Cô tham gia giảng dạy, truyền đạt kiến thức khoa học Biến đổi khí hậu kiến thức khoa học khác liên quan cám ơn thầy, cô Khoa Các khoa học liên ngành Đại học Quốc Gia Hà Nội tạo điều kiện tốt cho học viên trình học tập, thực hồn thiện luận văn Trong khn khổ luận văn, thời gian hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp Thầy, Cô đồng nghiệp Hà Nội, tháng năm 2017 Tác giả Nguyễn Văn Trãi MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT i DANH SÁCH CÁC BẢNG ii DANH MỤC HÌNH VẼ iii MỞ ĐẦU Chƣơng ̉̉ ̀ ́ ́ TÔNG QUAN NGHIÊN CƢU NGUÔN NƢƠC KARST 1.1 Nghiên cứu nước 1.2 Nghiên cứu nước Chƣơng 10 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU .10 2.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên huyện Đồng Văn 10 2.2 Đặc điểm khí hậu huyện Đồng Văn .11 2.3 Đặc điểm kinh tế - xã hội huyện Đồng Văn 21 Chƣơng 22 ̀ PHƢƠNG PHÁP NGHÊN CỨU VÀ KỸTHUÂṬ KHẢO SÁT, ĐIÊU TRA TAI THƢCC̣ ĐIẠ 22 3.1 Phương pháp tiếp cận 22 3.2 Các phương pháp nghiên cứu .24 3.3 Phương pháp kỹ thuật khảo sát, điều tra taịthưcc̣ điạ 25 Chƣơng 27 ̀ ĐIÊU TRA, ĐÁNH GIÁTHƢCC̣ TRANGC̣ HOAṬ ĐƠNGC̣ CỦA CÁC MƠ HÌNH ̀ ̀ KHAI THÁC NGUÔN NƢỚC, NHU CÂU SƢ̉DUNGC̣ NƢỚC CỦA NGƢỜI DÂN VÀ TIỀM NĂNG NGUỒN NƢỚC KARST KVNC 27 4.1 Thực trạng hoaṭđôngc̣ mô hình khai thác nguồn nước KVNC .27 4.1.1 Mơ hình khai thác nguồn nước karst từ lỗ khoan (giếng khoan) 28 4.1.2 Mơ hình khai thác nguồn nước karst từ giếng đào 30 4.1.3 Mô hình khai thác nguồn nước karst từ mạch lộ .31 4.1.4 Mơ hình khai thác nguồn nước karst từ hang karst 32 3.1.5 Mơ hình khai thác nguồn nước mưa Hồ Treo 33 4.1.6 Mơ hình khai thác nguồn nước suối hệ thống đường ống tự chảy 34 4.1.7 Mơ hình khai thác nước mưa từ mái nhà 35 4.2 Nhu cầu sử dụng nước người dân KVNC 37 4.3 Đánh giá tiềm vàchất lươngc̣ nguồn nước karst KVNC 38 4.3.1 Tiềm nguồn nước KVNC 38 4.3.2 Đánh giáchất lươngc̣ nguồn nước KVNC 38 Chƣơng 43 ĐỀ XUẤT CÁC MƠ HÌNH, GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ KHAI THÁC NGUỒN NƢỚC KARST Ở KHU VỰC HUYỆN ĐỒNG VĂN 43 5.1 Các điều kiện đảm bảo mơ hình, giải pháp đề xuất .43 5.2 Đề xuất mơ hình, giải pháp cơng nghệ khai thác nguồn nước karst cung cấp nước cho sinh hoạt 44 5.2.1 Mơ hình thu gom, khai thác nguồn nước karst mạch lộ dựa vào công nghệ tự động 44 5.2.2 Giải pháp khai thác nước karst thu gom nước karst từ giếng khoan 47 5.2.3 Công nghệ xử lý nước .48 5.3 Các giải pháp tổng thể, ổn định nguồn nước cho KVNC 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT - BC - CNSH - ĐC - ĐCCT - ĐCTV - KT - TV - BĐKH - KVNC - UBND - XD i DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1 Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng – Trạm Phó Bảng 12 Bảng 2.2 Nhiệt động khơng khí trung bình tháng – Trạm Đồng Văn 12 Bảng 2.3 Độ ẩm khơng khí trung bình tháng – Trạm Phó Bảng 13 Bảng 2.4 Độ ẩm khơng khí trung bình tháng – Trạm Đồng Văn .13 Bảng 2.5 Lượng mưa trung bình tháng – Trạm Phó Bảng 14 Bảng 2.6 Lượng mưa trung bình tháng – Trạm Đồng Văn 14 Bảng 4.1 Nhu cầu dùng nước người dân vùng nghiên cứu .38 Bảng 4.2 Đánh giá chất lượng mẫu nước karst – Xã Phó Bảng theo tiêu chuẩn 329/2002/BYT (của Bộ Y Tế) .41 Bảng 4.3 Đánh giá chất lượng mẫu nước karst – xã Phố Cáo theo tiêu chuẩn 329/2002/BYT (của Bộ Y Tế) .41 ii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Vị trí khu vực nghiên cứu tỉnh Hà Giang vùng Tây – Đông Bắc 10 Hình 2.2 Vị trí khu vực nghiên cứu gồm: xã Phó Bảng, xã Phố Cáo xã Sủng Là - huyện Đồng Văn - tỉnh Hà Giang 11 Hình 2.3 Đường diễn biến nhiều năm (1), trung bình trượt 11 năm (2) trung bình (3) nhiệt độ tháng I trạm Hà Giang 17 Hình 2.4 Đường diễn biến nhiều năm (1), trung bình trượt 11 năm (2) trung bình (3) nhiệt độ tháng VII trạm Hà Giang 18 Hình 2.5 Đường diễn biến nhiều năm (1), trung bình trượt 11 năm (2) trung bình (3) nhiệt độ trung bình năm trạm Hà Giang 18 Hình 2.6 Đường diễn biến nhiều năm (1), trung bình trượt 11 năm (2) trung bình (3) lượng mưa kỳ tháng V - X trạm Hà Giang 18 Hình 2.7 Đường diễn biến nhiều năm (1), trung bình trượt 11 năm (2) trung bình (3) lượng mưa kỳ tháng XI - IV trạm Hà Giang 19 Hình 2.8 Đường diễn biến nhiều năm (1), trung bình trượt 11 năm (2) trung bình (3) lượng mưa năm trạm Hà Giang 19 Hình 2.9 Hình ảnh lấy nước dân xã Sủng Là 20 Hình 4.1 Hình ảnh người dân xã Sủng Là dẫn nước từ khe suối sử dụng 27 Hình 4.2 Bể chứa nước người dân xã Phố Cáo 28 Hình 4.3 Lỗ khoan khai thác nguồn nước karst, xã Phố Cáo 28 Hình 4.4 Mơ hình khai thác nguồn nước giếng đào, xã Phố Cáo 30 Hình 4.5 Mơ hình khai thác nước karst mạch lộ, xã Phó Bảng .31 Hình 4.6 Mơ hình khai thác nước karst hang động, xã Phó Bảng 32 Hình 4.7 Mơ hình khai thác nước Hồ treo, xã Sủng Là 33 Hình 4.8 Mơ hình khai thác nguồn nước karst khe suối, xã Sủng Là 35 Hình 4.9 Mơ hình khai thác nước mưa, xã Sủng Là 36 Hình 5.1 Mạch lộ nước karst, xã Sủng Là 43 iii Hình 5.2 Mơ hình thu gom, khai thác nguồn nước karst mạch lộ bơm, sử dụng lượng mặt trời 45 Hình 5.3 Mơ hình bơm tích hợp với pin mặt trời .46 Hình 5.4 Bản vẽ thiết kế rãnh thu nước karst mạch lộ 46 Hình 5.5 Mơ hình khai thác nguồn nước karst từ giếng khoan bơm lượng mặt trời 47 Hình 5.6 Hình ảnh lỗ khoan dự kiến khai thác, xã Phố Cáo 47 Hình 5.7 Hình ảnh vẽ thiết kế trạm bơm khai thác nước karst từ giếng khoan 48 Hình 5.8 Cơng nghệ lọc nước sinh hoạt cho vùng nước karst theo công nghệ ozon 49 iv MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài nghiên cứu Huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang huyện thuộc vùng núi cao, phần lớn diện tích huyện nằm chủ yếu khu vực cấu tạo địa chất đá vôi, nơi khan nước khu vực Bắc Bộ Nhưng, vùng thường có phong cảnh đẹp, hữu tình, truyền thống văn hóa dân tộc giàu sắc, tài nguyên du lịch phong phú, hệ sinh thái, môi trường đặc điểm địa chất - địa mạo đa dạng vv Hiện trước bối cảnh biến đổi khí hậu, nguồn nước mặt, nước ngầm khu vực ngày khan hiếm, không đủ nước sinh hoạt sản xuất cho nhân dân vùng Đứng trước thực trạng trên, để đảm bảo ổn định phát triển bền vững cho cộng đồng dân tộc khu vực Luận văn nghiên cứu đề xuất mơ hình, giải pháp cơng nghệ khai thác nguồn nước karst phục vụ cấp nước sinh hoạt hiệu bền vững cho cộng đồng dân cư khu vực huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang bối cảnh biến đổi khí hậu việc làm cần thiết, quan trọng nhằm đề xuất mơ hình, giải pháp khai thác nguồn nước karst bối cảnh BĐKH việc làm cần thiết Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá thực trạng nguồn nước karst 03 xã: xã Phó Bảng, Phố Cáo Sủng Là huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang bối cảnh biến đổi khí hậu - Đánh giá nhu cầu dùng nước sinh hoạt cộng đồng dân cư 03 xã: xã Phó Bảng, Phố Cáo, Sủng Là huyện Đồng Văn - Đánh giá thực trạng hiệu hoạt động mơ hình, giải pháp khai thác nguồn nước karst 03 xã: xã Phó Bảng, Phố Cáo Sủng Là huyện Đồng Văn - Đề xuất mơ hình, giải pháp công nghệ khai thác hợp lý nguồn nước karst phục vụ cấp nước sinh hoạt hiệu bền vững cho cộng đồng dân cư 03 xã: xã Phó Bảng, Phố Cáo Sủng Là huyện Đồng Văn 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Theo kết phân tích mẫu nước bảng cho thấy: - Các mẫu nước đảm bảo dùng cho ăn uống sinh hoạt (xem bảng đánh giá chất lượng mẫu nước theo tiêu chuẩn chất lượng nước ngầm TCVN 5944-1995) - Các mẫu nước thuộc loại nước nhạt (tổng độ khoáng hoá từ 0,032-0,301g/l), nước tương đối cứng (tổng độ cứng từ 0,598-3,88 mge/l), nước trong, không mùi, không vị, thuộc loại nước trung tính đến kiềm yếu (độ pH: 6,7-7,75), loại hình hố học nước chủ yếu Bicarbonat – calci – magie đặc trưng loại nước chứa đá vôi Hàm lượng vi nguyên tố mức cho phép (As: