Đánh giá sức chịu tải của đoạn sông cầu chảy qua tỉnh bắc ninh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Văn Tâm ĐÁNH GIÁ SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐOẠN SÔNG CẦU CHẢY QUA TỈNH BẮC NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Văn Tâm ĐÁNH GIÁ SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐOẠN SÔNG CẦU CHẢY QUA TỈNH BẮC NINH Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 8440301.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Hà Ngọc Hiến TS Phạm Thị Thu Hà Hà Nội - 2019 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Hà Ngọc Hiến TS Phạm Thị Thu Hà tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình học tập nghiên cứu Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy, cô giáo khoa Môi trường, trường đại học Khoa học Tự nhiên, đặc biệt thầy, cô giáo môn Sinh thái Môi Trường truyền đạt cho em nhiều kiến thức quí báu Em xin gửi lời cảm ơn tới anh chị cán Viện Công nghệ môi trường thuộc Viện Hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trình làm luận văn Cuối em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình bạn bè người ln bên cạnh ủng hộ em suốt trình học tập Luận văn thực hỗ trợ phần tài trợ kinh phí đề tài cấp Viện Hàn lâm KHCNVN VAST07.05/18-19 Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2019 Học viên Nguyễn Văn Tâm MỤC LỤC MỞ ĐẦU Mục tiêu nội dung đề tài: Đối tượng nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu: Nội dung nghiên cứu: Đóng góp đề tài: CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 10 1.1 Tổng quan sức chịu tải 10 1.1.1 Các khái niệm liên quan 10 1.1.2 Các nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước mặt 14 1.2 Những nghiên cứu đánh giá sức chịu tải nƣớc sông giới Việt Nam 14 1.2.1 Những nghiên cứu sức chịu tải nước sông giới 14 1.2.2 Những nghiên cứu sức chịu tải nước sông Việt Nam 22 1.3 Tổng quan mơ hình chất lƣợng nƣớc dùng tính tốn sức chịu tải nhiễm sơng 23 1.3.1 Một số mơ hình mơ chất lượng nước Việt Nam 23 1.3.2 Một số mơ hình mơ chất lượng nước nước .25 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .29 2.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 29 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 29 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 37 2.2 Thời gian địa điểm nghiên cứu 38 2.2.1 Thời gian nghiên cứu 38 2.2.2 Địa điểm nghiên cứu 38 2.3 Nội dung nghiên cứu 38 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 38 2.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp 38 2.4.2 Phuơng pháp kế thừa 39 2.4.3 Phương pháp tính tốn tải lượng ô nhiễm 39 2.4.4 Phương pháp mơ hình 40 2.4.5 Phương pháp xử lý số liệu 42 2.4.6 Phương pháp đánh giá sức chịu tải, khả tiếp nhận nước thải lưu vực sông 42 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 45 3.1 Ƣớc tính tải lƣợng nhiễm 45 3.1.1 Tải lượng ô nhiễm từ nguồn phân tán 45 3.1.2 Tải lượng ô nhiễm từ nguồn thải điểm 50 3.2 Thiết lập mơ hình QUAL2K sông Cầu 56 3.2.1 Thời đoạn tính tốn 56 3.2.2 Mạng sông đầu vào chất lượng nước 56 3.2.3 Kết kiểm định mơ hình (2 mùa) 59 3.3 Áp dụng mơ hình tính tốn sức chịu tải cho đoạn sơng cầu chạy qua tỉnh Bắc Ninh 67 3.3.1 Các đoạn sông phân vùng sử dụng nước 67 3.3.2 Sức chịu tải BOD 67 3.3.3 Sức chịu tải COD 72 3.4 Đề xuất giải pháp bảo vệ, kiểm sốt mơi trường nước cho vùng nghiên cứu 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC 85 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Viết đầy đủ BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường BYT Bộ Y tế EPA Cục bảo vệ Môi trường WHO (World Health Organization) Tổ chức y tế giới LVS Lưu vực sông LHQ Liên hợp quốc NHK Ngũ Huyện Khuê KCN Khu công nghiệp QV Quế Võ QCVN Quy chuẩn Việt Nam SCT Sức chịu tải TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TCCP Tiêu chuẩn cho phép TC CLN Tiêu chuẩn chất lượng nước TMDL Tổng tải lượng ô nhiễm tối đa theo ngày TPLCS Hệ thống kiểm soát tổng tải lượng theo khu vực TPMLS Hệ thống quản lý tổng tải lượng thải mơi trường nước DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Khái quát quy trình thực TPLCS 18 Hình 2.1 Lưu vực sông Cầu 30 Hình 2.2 Khu vực nghiên cứu tiểu lưu vực LVS Cầu 34 Hình 3.1 Kết kiểm định nhiệt độ nước sông tháng 11 năm 2016 dọc theo sông Cầu 60 Hình 3.2 Kết kiểm định nồng độ DO tháng 11/2016 dọc theo sông Cầu .60 Hình 3.3 Kết kiểm định nồng độ BOD tháng 11/2016 dọc theo sơng Cầu .61 Hình 3.4 Kết kiểm định nồng độ COD tháng 11/2016 dọc theo sơng Cầu .61 Hình 3.5 Kết kiểm định nồng độ Tổng N tháng 11/2016 dọc theo sông Cầu 62 Hình 3.6 Kết kiểm định nồng độ Tổng P tháng 11/2016 dọc theo sơng Cầu 62 Hình 3.7 Kết kiểm định nhiệt độ nước sông tháng năm 2016 dọc theo sông Cầu 63 Hình 3.8 Kết kiểm định nồng độ BOD tháng 7/2016 dọc theo sơng Cầu 63 Hình 3.9 Kết kiểm định nồng độ COD tháng 7/2016 dọc theo sông Cầu 64 Hình 3.10 Kết kiểm định nồng độ Tổng N tháng 7/2016 dọc theo sơng Cầu 64 Hình 3.11 Kết kiểm định nồng độ Tổng P tháng 7/2016 dọc theo sơng Cầu 65 Hình 3.12 Diễn biến nồng độ BOD dọc theo sông Cầu (mùa khô) .68 Hình 3.13 Diễn biến nồng độ BOD dọc theo sơng Cầu (mùa mưa) 70 Hình 3.14 Diễn biến nồng độ COD dọc theo sông Cầu (mùa khơ) .73 Hình 3.15 Diễn biến nồng độ COD dọc theo sông Cầu (mùa mưa) 75 DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Lưu lượng nước thải phát sinh từ hoạt động kinh tế - xã hội 52 Biểu đồ 3.2 Tải lượng BOD đóng góp hàng năm loại nguồn nhiễm 53 Biểu đồ 3.3 Tải lượng COD đóng góp hàng năm loại nguồn ô nhiễm 54 Biểu đồ 3.4 Tải lượng T-N đóng góp hàng năm loại nguồn ô nhiễm .54 Biểu đồ 3.5 Tải lượng T - P đóng góp năm loại nguồn ô nhiễm .55 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Tải lượng ô nhiễm vào sông Cầu từ nguồn dân sinh năm 2016 45 Bảng 3.2 Tải lượng ô nhiễm vào sông Cầu từ nguồn thương mại dịch vụ năm 2016 47 Bảng 3.3 Hệ số phát thải lồi vật ni 48 Bảng 3.4 Tải lượng ô nhiễm vào sông Cầu từ nguồn chăn nuôi năm 2016 48 Bảng 3.5 Tải lượng ô nhiễm vào sông Cầu từ nguồn sử dụng đất năm 2016 .49 Bảng 3.6 Tổng tải lượng ô nhiễm nguồn điểm cho tiểu lưu vực 51 Bảng 3.8 Tỷ lệ thành phần N P nước sông nguồn thải LVS Cầu 56 Bảng 3.9 Vị trí điểm đầu nguồn nhánh sơng 56 Bảng 3.10 Lưu lượng nhánh sông mùa khô (tháng 11/2016) 58 Bảng 3.11 Lưu lượng nhánh sông mùa mưa (tháng 7/2016) 59 Bảng 3.12 Thông số mơ hình chất lượng nước cho đoạn sơng Cầu sau hiệu chỉnh 65 Bảng 3.13 Phân vùng sử dụng nước theo đoạn lưu vực sông Cầu 67 Bảng 3.14 Sức chịu tải BOD phân bố cho đoạn sông 68 Bảng 3.15 Khả làm BOD đoạn sông 69 Bảng 3.16 Khả tiếp nhận BOD đoạn sông 69 Bảng 3.17 Sức chịu tải BOD phân bố cho đoạn sông 71 Bảng 3.18 Khả làm BOD đoạn sông 71 Bảng 3.19 Khả tiếp nhận BOD đoạn sông 71 Bảng 3.20 Sức chịu tải BOD đoạn sông vào mùa mưa mùa khô 72 Bảng 3.21 Sức chịu tải COD phân bố cho đoạn sông 73 Bảng 3.22 Khả tự làm COD đoạn sông 74 Bảng 3.23 Khả tiếp nhận COD đoạn sông 74 Bảng 3.24 Sức chịu tải COD phân bố cho đoạn sông 75 Bảng 3.25 Khả tự làm COD đoạn sông 76 Bảng 3.26 Khả tiếp nhận COD đoạn sông 76 Bảng 3.27 Sức chịu tải COD đoạn sông vào mùa mưa mùa khô 77 MỞ ĐẦU Sông Cầu sông hệ thống sơng Thái Bình, chiếm 47% diện tích tồn lưu vực Sơng Cầu bắt nguồn từ núi Vân Ơn, với độ cao 1.527 mét phía đơng nam dãy Pia-bi-oc tỉnh Bắc Kạn Chiều dài sông Cầu 288 km chảy qua huyện Chợ Đồn (Bắc Kạn), Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh điểm cuối sơng Phả Lại, Chí Linh, Hải Dương Nguồn nước sông Cầu nguồn cung cấp nước cho việc sử dụng sinh hoạt, cơng nghiệp, nông nghiệp nuôi trồng thuỷ sản tỉnh thuộc lưu vực Sơng Theo tính tốn Phạm Xuân Sự cộng sự, tổng lượng nước trung bình hàng năm sơng Cầu đến trạm thuỷ văn Thác Giềng khoảng 546 triệu mét khối năm, lưu lượng trung bình năm đến Trạm thuỷ văn Thác Bưởi khoảng 1.600 triệu mét khối/năm lưu lượng trung bình hàng năm vào cửa sơng Cầu khoảng 4.500 triệu mét khối/năm Trong đó, tổng lưu lượng nước sơng Cơng hàng năm 899 triệu mét khối/năm (chiếm khoảng 19,8% tổng dịng chảy hàng năm sơng Cầu), dịng chảy hàng năm sông Cà Lồ khoảng 880 triệu mét khối/năm (khoảng 19,5% dịng chảy hàng năm sơng Cầu) Tài nguyên nước lưu vực sông Cầu dồi thay đổi theo thời gian Tổng lưu lượng nước 05 tháng vào mùa lũ (từ tháng đến tháng 10) chiếm từ 80% đến 85% tổng lưu lượng hàng năm; tổng lưu lượng cho 07 tháng khác (mùa khô) chiếm 15% - 20% tổng lưu lượng hàng năm [25] Hồ Núi Cốc hồ chứa lớn xây dựng sông Công nguồn nước cung cấp cho thành phố Thái Nguyên, thị xã Sông Công cho hoạt động nông nghiệp hạ du Hồ chứa Đại Lải xây dựng sông Cà Lồ để cung cấp nước cho huyện Xuân Hòa (tỉnh Vĩnh Phúc) huyện Mê Linh Tại thành phố Thái Nguyên, đập Thác Huống xây dựng sông Cầu để tăng mực nước cho thủy lợi tỉnh Bắc Giang Trong suốt tháng mùa khô, mực nước thượng lưu đập Thác Huống thấp mức nước đập tràn, hầu sơng Cầu chảy vào kênh tưới tiêu lượng nước nhỏ chảy xuống khu vực hạ lưu đập Thác Huống Do đó, nói chế độ dịng chảy chất 7 39 40 29 31 34 35 29 31 35 39 10 29 10 35 10 39 11 29 11 31 11 34 11 35 11 12 29 12 31 12 35 12 39 13 34 13 35 13 14 35 14 86 15 35 15 16 35 16 16 17 35 17 18 34 18 19 34 19 19 48 20 20 21 35 21 21 21 22 30 22 32 22 35 22 39 22 87 23 35 23 23 24 24 24 25 25 26 26 27 27 28 28 28 29 35 29 29 29 30 30 30 31 31 32 32 32 33 33 88 Hình 3.13: Bản đồ phân vùng mơi trường theo mục đích sử dụng nước LVS Cầu 89 ... nghiên cứu đề tài: ? ?Đánh giá sức chịu tải đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Bắc Ninh? ?? Mục tiêu nội dung đề tài: Mục tiêu: Đánh giá sức chịu tải đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Bắc Ninh sở quản lý quy hoạch... Các đoạn sơng tồn lưu vực sông Cầu, trọng tâm đánh giá sức chịu tải đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Bắc Ninh  Tổng quan khu vực nghiên cứu Lưu vực sông Cầu Sông Cầu sông quan trọng hệ thống sông. .. đoạn sông Cầu chảy qua Tỉnh Bắc Ninh; Đoạn sông Cầu chảy qua địa phận tỉnh Bắc Ninh, (điểm đầu giao sông Cà Lồ sông Cầu đến điểm giao sơng Cầu sơng Thái Bình, dài 70km); Thời gian: Đánh giá sức