Đánh giá hiện trạng và đề xuất sử dụng hiệu quả tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt tại thành phố cẩm phả tỉnh quảng ninh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Đặng Thị Huyền Trang ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT SỬ DỤNG HIỆU QUẢ TÀI NGUYÊN NƢỚC MẶT PHỤC VỤ CẤP NƢỚC SINH HOẠT TẠI THÀNH PHỐ CẨM PHẢ - TỈNH QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Đặng Thị Huyền Trang ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT SỬ DỤNG HIỆU QUẢ TÀI NGUYÊN NƢỚC MẶT PHỤC VỤ CẤP NƢỚC SINH HOẠT TẠI THÀNH PHỐ CẨM PHẢ - TỈNH QUẢNG NINH Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 8440301.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Thị Hà TS Nguyễn Minh Phƣơng Hà Nội – 2019 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS Nguyễn Thị Hà TS Nguyễn Minh Phƣơng, người tận tình giúp đỡ, hướng dẫn bảo suốt q trình thực hồn thành luận văn thạc sỹ Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Thầy, Cô thuộc Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức chuyên môn kỹ thuật trình học tập thạc sỹ tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành tốt luận văn Ngồi ra, tơi xin gửi lời cảm ơn gia đình, quan, bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi trình học tập hoàn thành luận văn Do thời gian kinh nghiệm cịn hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận góp ý Thầy, Cơ bạn để luận văn hoàn thiện Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Học viên Đặng Thị Huyền Trang LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tất nội dung Luận văn hình thành phát triển từ quan điểm cá nhân tôi, hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Thị Hà TS Nguyễn Minh Phương Các số liệu kết có Luận văn hồn tồn trung thực, chép, tham khảo từ nghiên cứu khác trích dẫn đầy đủ Hà Nội, ngày tháng năm 2019 TÁC GIẢ Đặng Thị Huyền Trang MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .3 1.1 Hiện trạng tài nguyên nƣớc mặt 1.1.1 Trữ lượng nước mặt 1.1.2 Chất lượng nước mặt 1.1.3 Các tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước mặt 1.2 Sử dụng tài nguyên nƣớc mặt làm nƣớc cấp cho sinh hoạt 1.2.1 Các thông số đánh giá chất lượng nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt 1.2.2 Sử dụng tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt giới 1.2.3 Sử dụng tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt Việt Nam 14 1.2.4 Sử dụng tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt Quảng Ninh 17 1.2.5 Các vấn đề bất cập liên quan đến sử dụng nước mặt cho mục đích sinh hoạt 23 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu 26 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 27 2.2.1 Phương pháp kế thừa 27 2.2.2 Phương pháp lấy mẫu, bảo quản mẫu 28 2.2.3 Phương pháp xử lý phân tích liệu, so sánh, đánh giá 29 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Tổng quan điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu .31 3.1.1 Đặc điểm tự nhiên thành phố Cẩm Phả 31 3.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội thành phố Cẩm Phả 35 3.2 Thực trạng sử dụng tài nguyên nƣớc mặt thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh 37 3.2.1 Trữ lượng 37 3.2.2 Các cơng trình xử lý nước cấp phục vụ sinh hoạt 38 3.2.3 Chất lượng nước khu vực nghiên cứu 43 3.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt.54 3.3 Hiện trạng công tác quản lý tài nguyên nƣớc mặt tỉnh Quảng Ninh 56 3.3.1 Hệ thống quan quản lý tài nguyên nước mặt 56 3.3.2 Hệ thống quan trắc chất lượng nước mặt 57 3.4 Đề xuất giải pháp tăng cƣờng hiệu công tác quản lý, sử dụng bền vững tài nguyên nƣớc mặt địa bàn thành phố Cẩm Phả 58 3.4.1 Các giải pháp quản lý 58 3.4.2 Giải pháp mặt công nghệ, kỹ thuật 59 3.5 Đánh giá giải pháp đề xuất lựa chọn giải pháp 62 3.5.1 Đánh giá giải pháp đề xuất 62 3.5.2 Lựa chọn giải pháp 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC 73 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Tài nguyên nước giới theo vùng Bảng 1.2: Các quốc gia giàu tài nguyên nước mặt Bảng 1.3: Các quốc gia nghèo tài nguyên nước mặt 11 Bảng 1.4: Số liệu thống kê tài nguyên nước Nhật Bản 11 Bảng 1.5: Lượng nước dùng cho nhu cầu thiết yếu 21 Bảng 1.6: Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt đô thị 22 Bảng 1.7: Nhu cầu nước cho sinh hoạt 22 Bảng 2.1: Tọa độ vị trí lấy mẫu 27 Bảng 2.2 Các thơng số hóa chất bảo quản 28 Bảng 2.3 : Các thơng số nước mặt tiêu phân tích 29 Bảng 3.1: Diện tích tự nhiên dân số phường 31 Bảng 3.2: Các trạm bơm tăng áp khu vực thành phố Cẩm Phả 40 Bảng 3.3: Các bể chứa đài nước có khu vực Cẩm Phả 40 Bảng 3.4: Kết phân tích chất lượng nước sơng Diễn Vọng 44 Bảng 3.5: Phân tích SWOT nguồn nước phục vụ cấp nước sinh hoạt Cẩm Phả 53 Bảng 3.6: Phân tích SWOT cơng tác quản lý quan nhà nước 56 Bảng 3.7: Đánh giá giải pháp đề xuất theo mơ hình SWOT 62 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ phân bố nước giới Hình 1.2: Xu hướng tiêu thụ nước hàng năm lượng nước cung cấp tối đa hàng ngày Nhật Bản năm 2016 12 Hình 1.3: Cơng nghệ xử lý nước cấp Nhật Bản 12 Hình 1.4: Cơng nghệ xử lý nước cấp Việt Nam 16 Hình 1.5: Biểu đồ tổng lượng tài nguyên nước mặt toàn tỉnh Quảng Ninh năm 2018 18 Hình 1.6: Biểu đồ lượng nước mặt sử dụng địa bàn tỉnh Quảng Ninh năm 2018 19 Hình 1.7: Biểu đồ nhu cầu nước sinh hoạt tỉnh Quảng Ninh 23 Hình 2.1: Sơ đồ vị trí lấy mẫu 26 Hình 3.1: Sơ đồ thành phố Cẩm Phả 32 Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống cấp nước NMN Diễn Vọng 39 Hình 3.3 : Bản vẽ quy hoạch cấp nước thành phố Cẩm Phả 41 Hình 3.4: Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất sở 42 Hình 3.5: Hàm lượng TSS vị trí quan trắc 45 Hình 3.6: Giá trị COD vị trí quan trắc 46 Hình 3.7: Giá trị BOD5 vị trí quan trắc 46 Hình 3.8: Hàm lượng Amoni, Nitrat vị trí quan trắc 47 Hình 3.9: Diễn biến TSS đập Cao Vân Sông Diễn Vọng giai đoạn 2016-2018 48 Hình 3.10: Diễn biến BOD5 đập Cao Vân sông Diễn Vọng giai đoạn 2016-2018 49 Hình 3.11: Diễn biến COD đập Cao Vân sông Diễn Vọng giai đoạn 2016-2018 50 Hình 3.12: Diễn biến Amoni sông Diễn Vọng đập Cao Vân giai đoạn 2016-2018 51 Hình 3.13: Diễn biến Nitrit sông Diễn Vọng đập Cao Vân giai đoạn 2016-2018 51 Hình 3.14: Diễn biến Nitrat sơng Diễn Vọng đập Cao Vân giai đoạn 2016-2018 52 Hình 3.15: Diễn biến Coliform sơng Diễn Vọng đập Đá Bạc 53 Hình 3.16: Hệ thống quản lý tài nguyên nước mặt tỉnh Quảng Ninh 56 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT BTNMT : Bộ tài nguyên môi trường BVMT : Bảo vệ môi trường BOD5 : Biochemical oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh hóa sau ngày) COD : Chemical oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa học) DO : Disolved oxyen (Oxy hòa tan) NTSH : Nước thải sinh hoạt ICP/MS : Inductively – Coupled Plasma – Mass Spectromety (Phương pháp phổ khối lượng plasma cảm ứng) FAO : Tổ chức Nông lương Liên Hiệp Quốc LHQ : Liên hiệp quốc QCVN : Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia Việt Nam QLMT : Quản lý môi trường SMEWW : Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water (Các phương pháp chuẩn xét nghiệm nước nước thải) SWOT : Strengths (Điểm mạnh), Weaknesses Opportunities (Cơ hội) Threats (Thách thức) TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TNN : Tài nguyên nước TP : Thành phố TX : Thị xã TSS : Chất rắn lơ lửng GHCP : Giới hạn cho phép UBND : Uỷ ban nhân dân ONMT : Ơ nhiễm mơi trường IWRA : Hiệp hội Nước quốc tế (Điểm yếu), MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu Nước loại tài nguyên vô quý giá, yếu tố để đảm bảo sống hành tinh Trên trái đất, đại dương chiếm diện tích khoảng 361 triệu km (chiếm 71% diện tích bề mặt trái đất) Trữ lượng tài nguyên nước có khoảng 1,5 tỷ km vực nước nội địa chiếm 91 triệu km (6,1% 93,9% nước biển đại dương) Tài nguyên nước chiếm 28,25 triệu km phần lớn lại dạng đóng băng Trên thực tế lượng nước sử dụng chiếm 4,2 triệu km [15] Quảng Ninh có tất khoảng 30 sơng, suối với chiều dài 10 km, có bốn sơng lớn hạ lưu sơng Thái Bình, sông Ka Long, sông Tiên Yên sông Ba Chẽ Mỗi sơng đoạn sơng thường có nhiều nhánh, nhánh đa số vng góc với đoạn sơng Tuy nhiên, hầu hết sông suối ngắn, nhỏ độ dốc lớn, khả điều tiết nước yếu chịu ảnh hưởng mạnh thuỷ triều Trên địa bàn tỉnh có sơng lớn sơng Đá Bạc (đoạn hạ lưu hệ thống sơng Thái Bình); sông Ka Long; sông Tiên Yên sông Ba Chẽ Tài nguyên nước mặt từ sông địa bàn tỉnh vùng quy hoạch trung bình năm vào khoảng 7,26 tỷ m [12] Ngày nay, bùng nổ dân số với phát triển sản xuất cơng nghiệp q trình thị hóa làm cho nguồn nước tự nhiên bị ô nhiễm cạn kiệt, người phải tiến hành xử lý nguồn nước tự nhiên để có đủ số lượng đảm bảo chất lượng cung cấp cho nhu cầu hàng ngày Do đó, vấn đề nước cấp vấn đề khó khăn cần giải nhiều quốc gia giới Đối với tỉnh Quảng Ninh nói chung thành phố Cẩm Phả nói riêng, bên cạnh cơng đẩy mạnh phát triển kinh tế xã hội địa phương nhiệm vụ cung cấp nước đảm bảo vệ sinh môi trường nhiệm vụ quan trọng Tuy nhiên, kinh tế phát triển kéo theo gia tăng dân số, hoạt động sản xuất công nghiệp diễn mạnh mẽ, nhu cầu sử dụng nước ngày tăng cao, việc khai thác nguồn nước không theo quy hoạch tạo nên tác động lớn đến chất lượng nguồn nước, nguy gây ô nhiễm nguồn nước ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng Trong số lượng nước khai thác, sử dụng ngày giảm sút số lượng chất 16 UBND thành phố Cẩm Phả ( 2014), Quy hoạch bảo vệ môi trường thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh đến năm 2020 định hướng đến năm 2030, Quảng Ninh 17 http://www.fao.org/3/Y4473E/y4473e09.htm#TopOfPage 18.http://dwrm.gov.vn/index.php/vi/news/Nhin-ra-The-gioi/TAI-NGUYEN-NUOCTRONG-TINH-HINH-THE-GIOI-BIEN-DOI-1163/ Tiếng Anh 19 Tadashi Kitamura, (August 2012), Water environment management in Japan, WEPA Dialogue in Sri Lanka 20 Japan International Cooperation Agency (March 2017), Japan’s Experiences on Water Supply Development, Japan 21.Assessment of Water Management measures through SWOT Analysis: The case of Crete Island, Greece 22 Japan Cooperation Center for the Middle East (June 2016)Study & Business mission to Japan for water and wastewater treatment system, Japan 23 Ei Yoshida, Water supply in Japan 2014, Japan 24 Masahiro FUJIWARA, Dr.Eng President Japan Water Research Center, Advanced Water Treatment and Membrane Technology in Japan, Japan 25 Japan’s Experience and Technology regarding regarding Water Resources Management , Japan 26 Yewon Cha,Korea’s Smart Water Grid and hybrid desalination technology, Korea 72 PHỤ LỤC Phụ lục 3.1: Tổng lƣợng nƣớc mặt địa bàn tỉnh Quảng Ninh TT 10 11 12 13 14 Tổng Phụ lục 3.2: Lƣợng nƣớc mặt sử dụng Đơn vị: triệu m /năm TT 10 11 12 13 14 Tổng Phụ lục 3.3: Nhu cầu cấp nƣớc sinh hoạt Đơn vị: Triệu m TT 10 11 12 13 14 Phụ lục 3.4 Chất lƣợng nƣớc mặt hồ Cao Vân sông Diễn Vọng phục vụ cấp nƣớc sinh hoạt giai đoạn 2016-2018 Vị trí quan Tốc độ trắc dòng QCVN 08MT: 2015/BTNMT - (A1) QCVN 08MT: 2015/BTNMT - (A2) Qúy I 2016 Qúy II 2016 Qúy III 2016 Đập Cao Vân Qúy IV 2016 Qúy I 2017 Qúy II 2017 Qúy III 2017 Qúy IV 2017 Quý I 2018 Quý II 2018 Quý III 2018 Quý IV 2018 Qúy I 2016 Qúy II 2016 Qúy III 2016 Qúy IV 2016 Qúy I 2017 Sông Diên Vọng đập ĐáBacc Qúy II 2017 Qúy III 2017 Qúy IV 2017 Quý I 2018 Quý II 2018 Quý III 2018 Quý IV 2018 (Nguồn: Sở Tài nguyên Môi trường Quảng Ninh (2016-2018)) Hình 1: Đường vào hồ chứa nước Cao Vân Hình 2: Hồ Cao Vân tháng 11/2018 Hình 3:Hồ Cao Vân tháng 3/2019 Hình 4: Hồ Cao Vân xây dựng, kè bao chắn Hình 5: Sơng Diễn Vọng hạ lưu đập Đá Bạc Hình 6: Một số hình ảnh phân tích phịng thí nghiệm Hình 7: Một số hình ảnh tác giả lấy mẫu đo trường ... tiêu đề tài - Đánh giá tiềm nước mặt khu vực thành phố Cẩm Phả trạng sử dụng tài nguyên nước mặt thành phố Cẩm Phả - Đề xuất giải pháp quản lý sử dụng hiệu tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh. .. đặt cần phải có phương hướng giải vấn đề Xuất phát từ thực tế đó, đề tài: “ Đánh giá trạng đề xuất sử dụng hiệu tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh? ??... mặt làm nƣớc cấp cho sinh hoạt 1.2.1 Các thông số đánh giá chất lượng nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt 1.2.2 Sử dụng tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt giới 1.2.3 Sử dụng tài