Áp dụng mô hình GIBSI đánh giá chất lượng nước khu vực thượng du lưu vực sông cầu trong bối cảnh biến đổi khí hậu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Đào Thị Thu Hường ÁP DỤNG MƠ HÌNH GIBSI ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC KHU VỰC THƯỢNG DU LƯU VỰC SÔNG CẦU TRONG BỐI CÁNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Đào Thị Thu Hường ÁP DỤNG MƠ HÌNH GIBSI ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC KHU VỰC THƯỢNG DU LƯU VỰC SƠNG CẦU TRONG BỐI CÁNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chun ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Hà Ngọc Hiến Hà Nội – Năm 2014 LỜI CẢM ƠN Trong q trình thực luận văn, tơi nhận quan tâm, giúp đỡ tận tình PGS.TS Hà Ngọc Hiến Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới Thầy, người tạo điều kiện tận tình bảo hướng dẫn tơi thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy giáo, Cô giáo Khoa Môi trường - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội dành nhiều tâm huyết để đào tạo, hướng dẫn giảng dạy suốt trình học tập Cảm ơn cán Viện Sinh thái, Trung tâm Nhiệt đới Việt – Nga giúp đỡ, động viên hỗ trợ suốt trình làm việc học tập Xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè giúp đỡ tơi thời gian hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Học viên Đào Thị Thu Hường MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.1.1 BĐKH toàn cầu biểu 1.1.2 Ảnh hưởng BĐKH đến chất lượng nước 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước 11 1.3 Sự phát triển mơ hình chất lượng nước 13 1.3.1 Mơ hình MIKE SHE .14 1.3.2 Mô hình BASINS 14 1.3.3 Mơ hình GIBSI .15 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Đối tượng nghiên cứu 17 2.1.1 Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu 17 2.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 20 2.1.3 Chất lượng nước sông Cầu 25 2.2 Phương pháp nghiên cứu .27 2.2.1 Mơ hình thủy văn HYDROTEL 29 2.2.2 Mơ hình xói mịn lưu vực RUSLE 37 2.2.3 Mơ hình nhiễm nơng nghiệp SWAT EPIC 42 2.2.4 Mơ hình chất lượng nước QUAL2E 43 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN hậu năm kiệt nước biểu rõ ràng Sự khác biệt kịch biến đổi khí hậu khơng nhiều - Nhiệt độ dự báo gia tăng mức từ 0,80C đến 1,50C vòng 50 năm (1999 – 2050), mức thay đổi nhiệt độ kịch không đáng kể (0,20C) xong yếu tố cần lưu ý hệ sinh thái nhạy cảm - Oxy hòa tan nước giảm tác động BĐKH Sự suy giảm năm kiệt nước diễn mạnh mẽ so với năm nhiều nước Trong kịch phát thải caohơn có suy giảm oxy nhiều so với kịch phát thải thấp - Hàm lượng BOD có xu giảm, đặc biệt năm có dịng chảy lớn Các tính tốn cho kịch phát thải cao cho thấy tổng lượng BOD giảm Tại điểm quan trắc khác cho thấy xu tương tự Mặc dù cần có thêm nghiên cứu khác để kết luận ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến xu biến động BOD này, xong 92 điểm đáng lưu ý ảnh hưởng tích cực biến đổi khí hậu đến chất lượng nước sơng - Ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến hàm lượng chất dinh dưỡng (tổng ni tơ) cho làm gia tăng tổng lượng chất dinh dưỡng nước Ảnh hưởng biểu rõ năm kiệt nước Ở kịch phát thải cao mức độ gia tăng cao Luận văn số điểm hạn chế sau: - Các số liệu chủ yếu đánh giá điểm quan trắc (Gia Bảy), số liệu có xu khác thường đánh giá thêm số điểm quan trắc khác Cần có thêm số liệu quan trắc nhiều điểm khác để có nhìn bao qt cho khu vực nghiên cứu - Kết kiểm định cho số chất lượng nước chủ yếu đạt kết khá, có số đạt kết (DO) độ xác kết dự báo cịn hạn chế Ngun nhân mơ hình cịn chưa tính tốn đến ảnh hưởng cơng trình thủy lợi, hệ thống tưới tiêu, ảnh hưởng trình thủy triều Đồng thời,do số liệu chất lượng nước hạn chế, không liên tục, thu số đợt khảo sát hàng năm việc hiệu chỉnh mơ hình cách hệ thống khó khăn Mặc dù cịn nhiều hạn chế, xong kết nghiên cứu luận văn nguồn tham khảo đáng tin cậy cho việc dự báo xu ảnh hưởng BĐKH đến chất lượng nước, từ có giải pháp hợp lý công tác quản lý, quy hoạch sử dụng tài nguyên nước LVS Cầu Sự thay đổi chất lượng nước bối cảnh biến đổi khí hậu có tác động trực tiếp đến đời sống thủy sinh vật, nguồn nước sinh hoạt người dân nguồn nước sản xuất khu vực nghiên cứu Để đáp ứng nhu cầu phát triển tương lai, cần có biện pháp nhằm thích ứng với thay đổi Một biện pháp tự chủ động nguồn nước sử dụng, hạn chế ô nhiễm nguồn, có biện pháp kiểm sốt thường xun để kịp thời cung cấp thơng tin cho người dân có hành động thích ứng kịp thời 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Tài nguyên Môi trường (2012), Kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam, NXB Tài nguyên – Môi trường Bản đồ Việt nam, Hà nội Phan Thị Anh Đào nnk (2010),“Hiện trạng thủy sinh vật số nhánh sông lưu vực sông Cầu”,Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KH KTTV & MT, tr.102-109 Hà Ngọc Hiến (2012), Báo cáo tổng hợp nhiệm vụ hợp tác quốc tế nghị định thư với Canada “Quản lý tổng hợp lưu vực sông Cầu”, Bộ Khoa học Công nghệ, Hà Nội Hà Ngọc Hiến, Nguyễn Hồng Khánh, Nguyễn Minh Sơn, Tạ Đăng Tồn (2010), “Áp dụng mơ hình GIBSI mô chất lượng nước lưu vực sông Cầu”, Hội nghị Khoa học kỷ niệm 35 năm thành lập Viện KHCN Việt Nam, (10-2010), tr 278-288 Hà Ngọc Hiến, Đoàn Xuân Thủy,Nguyễn Hồng Khánh, Tạ Đăng Toàn, Nguyễn Minh Sơn, “Áp dụng mơ hình thủy văn Hydrotel cho lưu vực sông Cầu”, Hội nghị Khoa học Cơ học toàn quốc kỷ niệm 30 năm Viện Cơ học (Tập 1), tr.422-432 Trần Ngọc Lan (2008), Hóa học nước tự nhiên, NXB Đại học quốc gia Hà nội, Hà nội Nguyễn Phương Nhung (2011),Tính tốn cân nước hệ thống lưu vực sơng Cầu mơ hình MIKE BASIN, Luận văn thạc sĩ khoa học chuyên ngành Thủy văn học, khoa Khí tượng thủy văn, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà nội, Hà nội Nguyễn Ý Như, Nguyễn Thanh Sơn, Ngơ Chí Tuấn (2010), “Tính tốn nhu cầu nước ngành kinh tế lưu vực sơng Cầu”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 26 (số 3S), tr 413 – 418 T ng cục môi trường (200 ) , Báo cáo tổng hợp nhiệm vụ Đi u tra, thống kê ngu n thải, trạng môi trư ng nh ng tác động đến môi trư ng VS cầu , Hà Nội 10 Lê Anh Tuấn (2011), “Nước biến đ i khí hậu: thử thách cho quản lý tài nguyên nước t ng hợp việt nam”, Hội thảo Quản lý t ng hợp sông rừng đầu nguồn 11 Viện Công nghệ môi trường (2011), Báo cáo khảo sát chất lượng nước sông Cầu phục vụ nghiên cứu hiệu chuẩn, hiệu chỉnh mơ hình quản lý lưu vực sơng (GIBSI) khuôn khổ dự án quản lý tổng hợp lưu vực sông Cầu, Đợt tháng Tháng 00 Đợt tháng 00 Đợt tháng 00 đợt 0, Hà Nội 12 Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Mơi trường (2000), Đặc điểm khí tượng, thủy văn mơi trư ng nước lưu vực sông Cầu, Hà Nội 13 Trần Thanh Xuân, Trần Thục, Hoàng Minh Tuyển (2011),Tác động biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước việt nam, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà nội Tiếng Anh 14 Bryson Bates, Zbigniew W Kundzewicz, Shaohong Wu, Jean Palutikof (2008), Climate Change and water, IPCC 15 Centre for Ecology and Hydrology (2001) Summary Chess report – Climate, Hydrochemistry and Economics of Surface – water Systems, UK 16 Delpla, A.-V Jung, E Baures, M Clement, O Thomas (200 ),“Impacts of climate change on surface water quality in relation to drinking water production”, Environment International (35), pp.1225–1233 17 Eiji Komatsu, Takehiko Fukushimac, Hideo Harasawad (2007),“A modeling approach to forecast the effect of long-term climate change on lake water quality”, Ecological modelling (209), pp.351–366 18 Environment Agency (2007), Preparing for climate change impacts on freshwater ecosystems, USA 19 Environment Agency (2008), Potential impacts of climate change on river water quality, USA 20 M.A Mimikou, E Baltas, E Varanou, K Pantazis (2000), “Regional impacts of climate change on water resources quantity and quality indicators”, Journal of Hydrology (234), pp 95-109 21 Martin Erlandsson, Neil Cory, Stephan Köhler, Kevin Bishop (2010), “Direct and indirect effects of increasing dissolved organic carbon levels on pH in lakes recovering from acidification”, Journal of geophysical Research: Biogeosciences (115), pp.304 - 308 22 National Institude for Public Health and the Environment (2010), Impact of climate change on water quality in the Netherlands, Netherlands 23 Priyantha Ranjan , So Kazama , Masaki Sawamoto(2006),“Effects of climate change on coastal fresh groundwater resources”, Global Environmental Change, 16 (4), pp.388-399 24 R.C Ferrier, P.G Whitehead, C.Sefton, A.C Edwardsi and K Pugh (1995), “Modelling impacts of land use change and climate change on nitratenitrogen in the river Don, north east Scotland”, Water resources (vol 29, no 8), pp 1950 – 1956 ... HỌC TỰ NHIÊN - Đào Thị Thu Hường ÁP DỤNG MƠ HÌNH GIBSI ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC KHU VỰC THƯỢNG DU LƯU VỰC SÔNG CẦU TRONG BỐI CÁNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chun ngành: Khoa học Mơi trường Mã số:... ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến xu biến động BOD này, xong 92 điểm đáng lưu ý ảnh hưởng tích cực biến đổi khí hậu đến chất lượng nước sơng - Ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến hàm lượng chất dinh... sử dụng tài nguyên nước LVS Cầu Sự thay đổi chất lượng nước bối cảnh biến đổi khí hậu có tác động trực tiếp đến đời sống thủy sinh vật, nguồn nước sinh hoạt người dân nguồn nước sản xuất khu vực