1 5 1 100 b c b a a pH WQI WQI WQI WQI WQI Trong đó:
WQIa: Giá trị WQI đã tính toán đối với 05 thông số: DO, BOD5, COD, N- NH4, P-PO4
WQIb: Giá trị WQI đã tính toán đối với 02 thông số: TSS, độ đục WQIc: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số Tổng Coliform WQIpH: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số pH.
Chỉ số WQI tính toán đƣợc làm tròn thành số nguyên, và dựa vào giá trị WQI để đánh giá chất lƣợng nƣớc của thủy vực nhƣ sau: WQI = 91 ÷ 100 (xanh nƣớc biển) là nƣớc sử dụng tốt cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt. WQI = 76 ÷ 90 (xanh lá cây) là nƣớc sử dụng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt nhƣng cần các biện pháp xử lý phù hợp. WQI = 51 ÷ 75 (vàng) là nƣớc sử dụng cho mục đích tƣới tiêu và các mục đích tƣơng đƣơng khác. WQI = 26 ÷ 50 (da cam) là nƣớc sử dụng cho giao thông thủy và các mục đích tƣơng đƣơng khác. WQI = 0 ÷ 25 (đỏ) là nƣớc ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong tƣơng lai [14].
Nhƣ vậy, hầu hết các phƣơng pháp ở Việt Nam đã áp dụng đều dựa trên cơ sở 2 mô hình WQI của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ (NSF-WQI) và mô hình WQI của Bộ Môi trƣờng Canada WQI-CCME có cải tiến cho phù hợp với chất lƣợng nƣớc trong từng điều kiện cụ thể. Trong luận văn, thông qua việc tính toán WQI theo các phƣơng pháp khác nhau để đánh giá tính hiệu quả của tiếp cận chỉ số chất lƣợng nƣớc trong đánh giá chất lƣợng thủy vực bằng chỉ số chất lƣợng nƣớc. Từ đó so sánh và đánh giá mức độ phù hợp và tính ứng dụng của các phƣơng pháp tính toán WQI.
1.2. Lƣu vực sông Nhuệ - Đáy
1.2.1. Giới thiệu LVS Nhuệ - Đáy
LVS Nhuệ - Đáy là một trong những lƣu vực lớn của nƣớc ta, có vị trí địa lý đặc biệt, đa dạng và phong phú về tài nguyên và đóng vai trò rất quan trọng trong
nền kinh tế của vùng đồng bằng sông Hồng. Lƣu vực nằm ở hữu ngạn sông Hồng với diện tích tự nhiên 7.665 km2, dân số tính đến năm 2008 là 10.425.100 ngƣời. Lƣu vực bao gồm một phần Thủ đô Hà Nội, 3 thành phố, 45 thị xã, thị trấn, 44 quận huyện và hơn 990 xã, phƣờng. Lƣu vực có toạ độ địa lý từ 200 - 21020' vĩ độ Bắc và 1050 - 106030' kinh độ Đông, bao gồm địa phận hành chính của các tỉnh sau:
- Tỉnh Hoà Bình gồm: huyện Lƣơng Sơn, huyện Kim Bôi, huyện Lạc Thuỷ và huyện Yên Thuỷ.
- Thành phố Hà Nội gồm: các quận nội thành, quận Hà Đông, huyện Từ Liêm, huyện Thanh Trì, huyện Đan Phƣợng, huyện Hoài Đức, huyện Thƣờng Tín, huyện Phú Xuyên, huyện Thanh Oai, huyện ứng Hoà, huyện Chƣơng Mỹ, huyện Mỹ Đức.
- Tỉnh Hà Nam gồm: thành phố Phủ Lý, huyện Duy Tiên, huyện Lý Nhân, huyện Kim Bảng, huyện Bình Lục, huyện Thanh Liêm.
- Tỉnh Nam Định gồm: thành phố Nam Định, huyện Nam Trực, huyện Vụ Bản, huyện Xuân Trƣờng, huyện Trực Ninh, huyện Nghĩa Hƣng, huyện Ý Yên, huyện Giao Thủy, huyện Hải Hậu.
- Tỉnh Ninh Bình gồm: thành phố Ninh Bình, thị xã Tam Điệp, huyện Gia Viễn, huyện Nho Quan, huyện Hoa Lƣ, huyện Yên Khánh, huyện Yên Mô, huyện Kim Sơn.
Lƣu vực đƣợc giới hạn nhƣ sau:
- Phía Bắc và phía Đông đƣợc bao bởi đê sông Hồng kể từ ngã ba Trung Hà tới cửa Ba Lạt với chiều dài khoảng 242 km.
- Phía Tây Bắc giáp sông Đà từ Ngòi Lát tới Trung Hà với chiều dài khoảng 33 km.
- Phía Tây và Tây Nam là đƣờng phân lƣu giữa LVS Hồng và LVS Mã bởi dãy núi Ba Vì, Cúc Phƣơng - Tam Điệp, kết thúc tại núi Mai An Tiêm (nơi có sông Tống gặp sông Cầu Hội) và tiếp theo là sông Càn dài 10 km rồi đổ ra biển tại cửa Càn.
- Phía Đông và Đông Nam là biển Đông có chiều dài khoảng 95 km từ cửa Ba Lạt tới cửa Càn.
Mạng lƣới sông ngòi trong lƣu vực tƣơng đối phát triển, mật độ lƣới sông đạt 0,7 ÷ 1,2 km/km2. Lƣu vực có dạng dài, hình nan quạt gồm có các sông chính sau (hình 2.1):
Hình 2.1. Bản đồ mạng lưới sông suối LVS Nhuệ - Đáy [30]
- Sông Đáy nguyên là một phân lƣu lớn đầu tiên ở hữu ngạn sông Hồng, bắt đầu từ cửa Hát Môn chảy theo hƣớng Đông Bắc - Tây Nam. Nhƣng đến năm 1937, sau khi xây dựng xong đập Đáy nƣớc sông Hồng không thƣờng xuyên vào sông Đáy qua cửa đập Đáy trừ những năm phân lũ, vì vậy phần đầu nguồn sông (từ km 0 đến Ba Thá dài 71 km) sông Đáy coi nhƣ đoạn sông chết. Hiện tƣợng bồi lắng và nhân dân lấn đất canh tác cản trở việc thoát lũ mùa mƣa. Lƣợng nƣớc để nuôi sông Đáy chủ yếu là do các sông nhánh, quan trọng nhất là sông Tích, sông Bôi, sông
Đào Nam Định, sông Nhuệ. Sông chảy theo hƣớng Tây Bắc – Đông Nam, đổ ra biển tại cửa Đáy.
Nguồn nƣớc tự nhiên của sông Đáy kết hợp với điều hoà của hệ thống công trình thuỷ lợi đã phục vụ đắc lực việc cấp nƣớc cho dân sinh (nƣớc sinh hoạt cấp cho các đô thị lớn nhƣ: Hà Đông, Phủ Lý, Nam Định, Ninh Bình...) và phát triển các ngành kinh tế khác nhƣ: giao thông thuỷ, thuỷ sản, du lịch và đặc biệt là phát triển nông nghiệp - một ngành chính trong lƣu vực.
Sông Đáy là trục tiêu chính trong mùa lũ, sông Đáy hoàn toàn mang đặc thù của sông đồng bằng. Sông Đáy chảy giữa lƣu vực với chiều dài khoảng 247 km, lòng và bãi sông biến đổi mạnh về chiều rộng. Theo đặc điểm địa hình lòng dẫn, có thể chia dòng sông Đáy ra các đoạn dƣới đây:
- Đoạn sông từ Vân Cốc đến đập Đáy dài 12 km, dạng hình phễu rộng trên 10 km. Đây là khu chứa lũ Vân Cốc có diện tích khoảng 3200 ha tƣơng ứng với độ cao 16m.
- Đoạn từ đập Đáy đến Mai Lĩnh dài 23 km, chiều rộng trung bình giữa hai bờ đê khoảng 3000 m, lòng sông quanh co, uốn khúc, nƣớc lũ chủ yếu tràn trên bãi giữa hai đê.
- Đoạn Mai Lĩnh - Tân Lang dài 75 km, lòng sông quanh co, uốn khúc, chảy theo hƣớng Bắc - Nam. Có thể chia đoạn này ra làm hai đoạn nhỏ:
+ Đoạn Mai Lĩnh - Ba Thá dài 27 km, khoảng cách giữa 2 đê 3000 - 4000 m, nơi hẹp nhất (từ Yên Nhân đến Viên Ngoại) rộng 700 m, lũ chảy trên bãi tràn là chính.
+ Đoạn Ba Thá - Tân Lang dài 48 km, khoảng cách giữa 2 bờ đê biến đổi từ 300 m ở Bột Xuyên đến 1500 m ở Phù Lƣu Tế Trung - Hoà Xá, đê bờ hữu chỉ đắp đến Trịnh Tiết, tiếp đó sông chảy vào chân núi rồi xuôi xuống Tân Lang, nƣớc lũ chủ yếu chảy trong lòng sông.
- Đoạn Tân Lang - Gián Khẩu dài 53 km, sông chảy theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam đến Phủ Lý, sau đó từ Phủ Lý đến Gián Khẩu đổi thành hƣớng Bắc -
Nam, ở bờ hữu có dãy núi đá vôi Ninh Bình. Từ bờ sông vào chân núi là các cánh đồng của 7 xã thuộc huyện Kim Bảng, có đê bối bao quanh để ngăn lũ nội đồng.
- Đoạn từ Gián Khẩu đến biển dài 82 km, lòng sông mở rộng dần, chỗ rộng nhất tới 600 m và chỗ hẹp nhất là 150 m. Bờ tả có những bãi khá rộng, khoảng cách giữa 2 đê tới 3 - 4 km. Đoạn sông này luôn chịu ảnh hƣởng của thủy triều.
Chế độ dòng chảy tƣơng đối phức tạp, vừa chịu ảnh hƣởng của sông Hồng vừa chịu ảnh hƣởng các sông nội địa và ảnh hƣởng của thủy triều.
Việc tiêu nƣớc trên sông Đáy dùng động lực là chính, chỉ có một số khu vực miền núi, trung du và giáp biển là có thể tự chảy vì lợi dụng đƣợc độ dốc và thuỷ triều.
Hiện nay sông Đáy đã bị xâm nhập mặn ở vùng hạ du, phần thƣợng và trung lƣu cũng đã bị ô nhiễm do nguồn thải ở vùng dân cƣ tập trung, khu công nghiệp nhƣ Hà Nội, Phủ Lý, Hà Tây, Nam Định, Ninh Bình và đặc biệt là úng, lụt ở vùng trũng Nam Định, Ninh Bình gây ô nhiễm môi trƣờng nói chung và môi trƣờng nƣớc nói riêng.
Sông Nhuệ lấy nƣớc từ sông Hồng qua cống Liên Mạc để tƣới cho hệ thống thủy nông Đan Hoài. Sông Nhuệ còn tiêu nƣớc cho thành phố Hà Nội, thị xã Hà Đông và chảy vào sông Đáy tại thị xã Phủ Lý. Sông Nhuệ có diện tích lƣu vực 1070 km2, chiếm 13,95% trong tổng diện tích lƣu vực. Trên diện tích đó khu vực ảnh hƣởng của thành phố Hà Nội gồm một phần diện tích trên 20 km2, bao gồm một phần diện tích của huyện Thanh Trì và Từ Liêm. Nƣớc sông Tô Lịch thƣờng xuyên xả vào sông Nhuệ với lƣu lƣợng trung bình từ 11- 17 m3/s, lƣu lƣợng cực đại đạt 30 m3/s. Sông Nhuệ hợp lƣu với sông Đáy tại Phủ Lý và đổ ra biển tại cửa Đáy
LVS Nhuệ - Đáy có nhiều phụ lƣu lớn chảy qua thành phố, thị xã, thị trấn, thị tứ, tụ điểm dân cƣ, khu công nghiệp, khu chế xuất, làng nghề... Đây là nguồn cung cấp nƣớc nƣớc ngọt quan trọng cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và dân sinh. - Sông Tô Lịch dài 14,6 km, rộng trung bình 40 - 45 m, sâu 3 - 4 m, bắt nguồn từ cống Phan Đình Phùng, chảy qua địa phận Từ Liêm, Thanh Trì qua đập Thanh Liệt và đổ vào sông Nhuệ. Đoạn cuối sông Tô Lịch đảm nhận toàn bộ nƣớc thải của thành phố.
- Sông Lừ ( sông Nam Đồng) dài 5,6 km, rộng trung bình 30m, sâu 2 -3 m, nhận nƣớc thải, nƣớc mƣa từ các cống Trịnh Hoài Đức, cống Trắng (Khâm Thiên) chảy qua Trung Tự về đƣờng Trƣờng Chinh và đổ ra sông Tô Lịch.
- Sông Sét dài 5,9 km rộng 10 - 30 m, sâu 3 - 4 m bắt nguồn từ cống Bà Triệu, hồ Bảy Mẫu rồi đổ ra sông Kim Ngƣu ở Giáp Nhị.
- Sông Kim Ngưu dài 11,8 km rộng 20 - 30m, sâu 3 - 4 m, bắt nguồn từ điểm xả cống Lò Đúc. Sông Kim Ngƣu gặp sông Tô Lịch tại Thanh Liệt.
Các con sông này đóng vai trò quan trọng trong việc thoát nƣớc và cũng đƣợc sử dụng làm nguồn nƣớc cho nông nghiệp và nuôi cá. Hiện nay sự gia tăng rác rƣởi và các chất thải đổ vào cũng nhƣ việc lấn chiếm bờ sông đang cản trở quá trình thoát nƣớc và tăng sự nhiễm bẩn nƣớc.
Sông Thanh Hà bắt nguồn từ dãy núi đá vôi ở gần Kim Bôi (Hòa Bình), chảy vào vùng đồng bằng từ ngã ba Đông Chiêm ra đến Đục Khê, đƣợc ngăn cách giữa cánh đồng và núi bởi kênh Mỹ Hà đƣa nƣớc chảy thẳng vào sông Đáy. Diện tích lƣu vực 390 km2, sông dài 40 km, chiều rộng trung bình lƣu vực 9 km.
Sông Tích bắt nguồn từ núi Tản Viên thuộc dãy núi Ba Vì theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam có chiều dài 110 km đổ vào sông Đáy tại Ba Thá. Diện tích lƣu vực 1330 km2, phần phía bờ phải 910 km2, phần phía bờ trái 390 km2. Lƣu vực dài 75,5 km rộng 17,6 km, độ cao rung bình lƣu vực 92 m, độ dốc trung bình lƣu vực 5,8%, mật độ lƣới sông 0,66 km/km2. Sông Tích chảy qua nhiều vùng đồi, đất cứng sức xói yếu. Tuy độ dốc của lòng sông Tích không lớn nhƣng độ dốc của các sông nhánh khá lớn, trung bình 10 - 20 m/km, có suối tới 30 m/km.
Sông Hoàng Long gồm 3 chi lƣu là sông Bôi, sông Đập và sông Lãng bắt nguồn từ Hoà Bình. Thƣợng lƣu dòng chính có tên là sông Bôi bắt nguồn từ vùng núi phía Nam thị xã Hoà Bình. Từ hạ lƣu chỗ hợp lƣu sông Bôi với sông Lạng và sông Đập (sông Canh Bầu) gọi là sông Hoàng Long, chảy vào sông Đáy tại Gián Khẩu. Dòng chính sông Hoàng Long dài 125 km, diện tích lƣu vực 1550 km2
(diện tích đá vôi 295 km2) chiều dài LVS 100 km và rộng trung bình 15,5 km, độ cao
trung bình lƣu vực 173 m độ dốc trung bình lƣu vực 9,6% và mật độ lƣới sông 0,81 km/km2.
Sông ChâuGiang (còn gọi là sông Phủ Lý), xƣa kia cũng là phân lƣu của sông Hồng, chảy vào sông Đáy tại Phủ Lý, nhƣng cửa sông nhận nƣớc sông Hồng đã bị bồi lấp và ngày nay sông Châu Giang chỉ còn là một con sông tiêu nƣớc cho vùng 6 trạm bơm lớn tỉnh Hà Nam và Nam Định. Sông Châu Giang có diện tích lƣu vực 368 km2, sông dài 27 km.
Sông Đào Nam Định là phân lƣu của sông Hồng tại Phù Long ở phía Bắc thành phố Nam Định và chảy vào sông Đáy tại Độc Bộ, đây là con sông đào từ cuối đời Trần. Sông Đào dài 32 km, diện tích lƣu vực 185 km2 (bờ phải 157 km2, bờ trái 28 km2). Khi mới đào sông hẹp và nông, dần dần sông sâu có nơi trên 15 m nên khả năng chuyển tải một khối lƣợng nƣớc khá lớn của sông Hồng vào sông Đáy (trung bình hàng năm khoảng gần 26 tỷ m3
). Lƣu lƣợng nƣớc trung bình trong mùa cạn khoảng 250 -300 m3/s, đây là nguồn nƣớc ngọt chủ yếu cho hạ lƣu sông Đáy. Vào mùa lũ lƣu lƣợng nƣớc sông khá lớn, trận lũ tháng VIII năm 1971 lƣu lƣợng lớn nhất của sông Đào tại Nam Định tới 6700 m3
/s.
Sông Ninh Cơ liên hệ với sông Đáy qua kênh Quần Liêu. Sông Đáy chuyển nƣớc qua sông Ninh Cơ cả mùa kiệt và mùa lũ. Ảnh hƣởng thuỷ triều đối với sông này rất mạnh.
Ngoài ra còn có các sông nội đồng: bao gồm sông Sắt, sông Vạc, sông Càn đều là những trục cấp và tiêu nƣớc cho các khu vực.
Tổng lƣợng nƣớc hàng năm của các sông suối trong LVS Đáy khoảng 28,8 tỷ m3, trong đó lƣợng nƣớc sông Đào Nam Định khoảng 25,7 tỷ m3 (chiếm 89,5%), sông Hoàng Long ở Hƣng Thi chỉ có 0,68 tỷ m3 (chiếm 2,4%), sông Tích và sông Đáy ở Ba Thá khoảng 1,35 tỷ m3
(chiếm 4,7%).
Ngoài ra trong khu vực nghiên cứu còn có nhiều hồ lớn nhƣ: hồ Đồng Mô, hồ Suối Hai, hồ Quan Sơn, hồ Tân Xã, hồ Miễu... có dung tích hàng trăm nghìn m3
. Các hồ này không chỉ có tác dụng giữ nƣớc, phục vụ tƣới tiêu nông nghiệp mà còn có tác dụng thả cá, điều hoà khí hậu thuỷ văn, tạo cảnh quan du lịch [3,4].
1.2.2. Các nguồn thải chính ảnh hưởng đến chất lượng nước LVS Nhuệ - Đáy
Hoạt động phát triển kinh tế xã hội trên LVS Nhuệ - Đáy đã tác động rất lớn đến chất lƣợng nƣớc sông. Cơ cấu kinh tế có sự khác biệt giữa các tỉnh trong lƣu vực nên đặc điểm nguồn thải vào LVS cũng có sự khác biệt. Các nguồn thải chính ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc LVS Nhuệ - Đáy bao gồm:
1.2.2.1. Nguồn thải công nghiệp
Theo thống kê đến năm 2002 toàn bộ LVS Nhuệ - sông Đáy có 128.063 cơ sở công nghiệp với các ngành nghề sản xuất khác nhau. Hiện nay trung bình mỗi ngày LVS Nhuệ - Đáy tiếp nhận khoảng 636.000 m3 nƣớc thải công nghiệp, chiếm 16% trong tổng lƣợng thải [3,4] ảnh hƣởng nghiêm trọng đến chất lƣợng nƣớc, đời sống thủy sinh và sức khỏe ngƣời dân LVS Nhuệ - Đáy.
Ngành công nghiệp cơ khí: Có 70 nguồn thải chính đổ ra LVS