1.14 Tai biến môi trường liên quan tới tài nguyên nước
1.14.6 Các dạng tai biến, rủi ro môi trường khác liên quan tới nước
Tai biến địa chất môi trường như trượt lở, sụt lún... có liên quan trực tiếp với hoạt động của nước ngầm tự nhiên, khai thác nước ngầm, thay đổi chế độ dịng chảy, thay đổi điều kiện
địa hình, thực vật và các hoạt động nhân sinh khác.
Trượt đất là quá trình di chuyển chậm của những khối đất lớn, mà khơng làm đảo lộn tính ngun khối của nó. Nguyên nhân chủ yếu của hiện tượng trượt đất là do nước ngầm gây xói ngầm vùng đáy khối trượt, làm suy yếu lực liên kết giữa khối trượt và thân sườn dốc. Điều
kiện cấu trúc thuận lợi sinh trượt đất là: các tầng đá nằm nghiêng theo chiều dốc của sườn, có sự xen kẽ các tầng thấm nước và chắn nước, nhất là khi có nhiều tầng hoặc thấu kính sét xen với các tầng cát kết, bột kết, có lượng nước ngầm tương đối phong phú và có hệ thống khe nứt phát triển trên mặt sườn. Trượt đất tăng cường khi có các cơng trình nặng, hoặc tưới nước quá mạnh ở mép sườn dốc.
Sụt lún đất có thể xảy ra tại những vùng nước dưới đất bị khai thác vượt quá khả năng tái tạo làm cho các tầng đất chứa nước bị rỗng và giảm khả năng chịu tải. Sụt lún cũng xảy ra tại những vùng caxtơ, vùng dễ bị rửa trơi, hịa tan ngầm tạo ra những vịm hang càng ngày càng mở rộng lên phía mặt đất, tới lúc vịm hang khơng đủ dày để chống đỡ với sức mạnh của chính nó thì nó có thể sẽ sụt xuống, hình thành các hồ tiềm thực.
Suy thoái tài nguyên đất trong một số trường hợp có liên quan trực tiếp với nước, như chua hoá, mặn hoá thứ sinh đất, sa mạc hoá...
Nước còn là nguyên nhân gián tiếp gây nên một số bệnh như: Bệnh do vi khuẩn:
Bệnh tả, thương hàn, phó thương hàn, lỵ thường liên quan với nước bị nhiễm phân người bệnh. Vi khuẩn thương hàn có thể sống trong giếng 4 tuần, trong nước hồ và sông 25 ngày; Vi khuẩn lỵ sống được 6 - 7 ngày trong nước.
Bệnh do brucella gây sốt làn sóng, thường gặp ở vùng ni dê, cừu. Bệnh do siêu vi khuẩn (vi rut):
Viêm gan siêu vi có thể truyền qua sị hến sống trong vùng nhận nước thải sinh hoạt bởi loại vi rut thuộc nhóm salmonella. Siêu vi khuẩn viêm gan sống được trong nước giếng 6
tuần.
Bệnh do adenovirut: nhiễm từ nguồn phân và nước thải sinh hoạt, gây nhiễm khuẩn cấp diễn. Một số loại gây viêm kết mạc thường gặp khi tắm ở các ao hồ, hồ chứa bị nhiễm
adenovirut.
Bệnh do vật chủ trung gian truyền bệnh sống trong môi trường ẩm ướt như:
Sán lá phổi: vật chủ trung gian truyền bệnh là cua suối. Việt Nam đã từng phát hiện được ổ bệnh ở vùng Sìn Hồ (Lai Châu), liên quan trực tiếp với thói quen ăn cua nướng chưa chín của cư dân địa phương. Bệnh có biểu hiện giống như lao phổi, gây suy giảm sức khoẻ và tử vong.
Bệnh sán máng (chân voi): vật chủ trung gian là ốc sên thuỷ sinh hay lưỡng cư, phát triển tốt trong nước có nhiều cỏ và chất hữu cơ, đặc biệt dễ sống trong các hệ thống thuỷ lợi. Trên thế giới, bệnh này xảy ra ở 76 nước, với khoảng 200 triệu dân nhiễm kí sinh trùng. Bệnh làm cho chân phình to, sức khoẻ và sức lao động suy giảm.
Sốt do muỗi, đáng chú ý là sốt rét, sốt xuất huyết, sốt đăng gơ, sốt rét đe doạ khoảng 2 tỷ người trên Trái Đất, trong đó có khoảng 240 triệu người lúc nào cũng có ký sinh trùng sốt rét và hàng năm có khoảng 100 triệu người phải điều trị chứng bệnh này. Vec tơ truyền bệnh là
muỗi Anơphen, có ấu trùng đa phần phát triển trong nước ngọt sạch, giàu ôxy và một số ít ưa sống trong vùng nước giàu hữu cơ hoặc hơi mặn. Đặc điểm này dẫn đến nguy cơ bùng nổ
dịch sốt rét theo mùa vụ, khi thì do khơ hạn làm nồng độ muối cao thuận lợi cho sự phát triển của loài ưa mặn, lúc lại liên quan với sự dồi dào nguồn nước ngọt. Thành phần hố học của nước cịn có ảnh hưởng gián tiếp đến các tập đồn muỗi thơng qua việc tạo điều kiện thuận lợi cho các vi sinh vật là thức ăn của ấu trùng muỗi phát triển, hay bằng cách ảnh hưởng đến các chất diệt muỗi có tính sinh học.
Theo Mather, chất lượng nước có thể trực tiếp tăng cường tác nhân truyền bệnh, hoặc tạo ra những điều kiện thuận lợi cho nó. Tác động của con người đến chất nước gây ảnh hưởng tới kích thước, thành phần tác nhân truyền bệnh và côn trùng có hại theo những cách sau: 1- Mở rộng mặt nước theo không gian và thời gian, làm tăng không gian sống cho sinh vật gây bệnh; 2- Làm biến đổi quần thể động thực vật thuỷ sinh, tạo điều kiện gia tăng đột biến các lồi có hại; 3- Tác động trực tiếp đến tác nhân truyền bệnh.
Chương 2
SƠNG NGỊI VÀ TÀI NGUN NƯỚC SƠNG
2.1 Tổng quan
Sơng ngịi là mạng lưới địa hình trũng chứa nước chảy thường xuyên. Đa phần hệ thống sơng có lưu thơng với biển. Sườn lục địa đổ vào Thái Bình Dương có các sơng lớn như Amua, Dương Tử, Hoàng Hà, Trường Giang, sườn đổ vào Đại Tây Dương và Bắc Băng Dương có các sơng lớn như Amazơn, Enhixây, Lêna. Phần đất liền, diện tích 29.000.000km2, khơng có sơng lưu thơng với đại dương, bao gồm cả lưu vực Caxpiên, Aran, Baican, sa mạc Sahara, Arabi, trung tâm châu Úc…, chỉ sinh ra lượng dòng chảy <2% tổng lượng dòng chảy lục địa.
Lượng nước sông rất nhỏ so với tổng lượng nước Trái Đất nói chung (0,0001%) và lượng nước ngọt nói riêng (0,005%), chỉ có 1.700km3, chu kì phục hồi ngắn (bảng 1.2). Đây là nguồn tài nguyên nước có giá trị sử dụng cao nhất vì nó phân bố rộng, khả năng tái tạo lớn, thuận lợi cho áp dụng các giải pháp kỹ thuật.
Phần bề mặt hứng nước cấp cho sông gọi là lưu vực hay bồn thu nước, gồm có bồn thu nước mặt và bồn thu nước dưới đất. Đường phân nước của một lưu vực là đường bao quanh và ngăn cách nó với các lưu vực lân cận. Đường phân nước mặt và đường phân nước ngầm trùng nhau sẽ tạo thành một lưu vực kín. Trong vùng núi cao, đường phân nước đi qua các
điểm cao nhất theo hướng dốc chung của địa hình. Trong vùng đồng bằng châu thổ, ranh giới
giữa hai lưu vực thường là một miền trũng, do quá trình hình thành châu thổ bắt đầu từ bờ sông trong những thời kỳ nước lũ tràn bờ. Phù sa mùa lũ thường có thành phần cơ giới đa
dạng, các hạt lớn sẽ lắng ngay khi lũ tràn bờ, tạo thành một gờ cao dọc hai bờ. Các hạt cịn lại lắng dần trong q trình nước lũ đi xa khỏi bờ, nghĩa là càng xa bờ, cơ hội được bồi lắng nâng cao địa hình càng kém đi, vật chất bồi tụ càng mịn hơn.
Đường phân nước lưu vực có thể khơng trùng với các biên giới hành chính; Có trường
hợp, biên giới hành chính lại là một con sông. Trên thế giới hiện có trên 200 sơng đa quốc gia. Bình thường những con sơng này là sợi dây thắt chặt tình hữu nghị giữa các dân tộc, nhưng đơi khi nó trở thành nguyên nhân của các xung đột lợi ích, hay công cụ trong những cuộc chiến.
Nơi bắt đầu của một con sơng gọi là nguồn sơng. Nó có thể là mạch nước ngầm, nhánh sông cấp 1, hồ, hoặc nơi giao nhau của những dịng sơng khác.
Sơng ngịi phát triển thành mạng lưới, bắt đầu từ những rãnh nông, rãnh sâu, khe cạn
trong vùng gần đường phân nước, có thể có hoặc khơng có dịng chảy quanh năm (sông nhánh cấp 1). Các nhánh sông cùng cấp gặp nhau tạo thành nhánh cấp cao hơn, có lưu lượng và độ
ổn định chế độ dịng chảy tăng dần.
Thường xi theo dịng chảy, lượng nước và kích thước dịng sơng tăng lên, lịng sơng mở rộng, tốc độ trung bình và độ dốc giảm đi. Theo thời gian, các con sông dần san bằng
chướng ngại trên đường chảy, xói mịn địa hình cao và bồi lấp địa hình trũng, xâm thực giật lùi về phía đầu nguồn và san phẳng dần hạ nguồn, làm cho sông dài hơn và trắc diện dọc trơn tru hơn. Vì thế người ta gọi những dịng sơng khúc khuỷu là sông trẻ, sông phẳng lặng là sơng
già. Cách phân loại này chỉ có tính tương đối, vì có những dịng sơng có thượng lưu rất trẻ và hạ lưu già. Như sông Hồng, do vùng thượng du liên tục được nâng lên qua các kỳ tạo sơn và cấu trúc địa chất khu vực thuộc loại khó xói.
Mạng lưới sơng thể hiện khá rõ nét những đặc điểm cấu tạo địa chất, điều kiện khí hậu và tác động ngoại lực. Mạng lưới sơng thường phát triển thành các dạng điển hình như dạng lơng chim, song song, nan quạt, cành cây, hình lưới... Mạng sơng hình cành cây thường có rất nhiều nhánh và sắp xếp thành dạng cành cây nhưng không thể hiện hướng thống trị nào. Trong cách sắp xếp này, yếu tố ngoại lực có ý nghĩa quyết định. Tuy nhiên vẫn có thể thấy mối liên hệ giữa kiểu mạng lưới này với những khu vực phát triển đá trầm tích có cấu trúc nằm ngang, hoặc có độ nghiêng tương đối thoải và khả năng chống bào mịn tương đối đồng
đều (ví dụ như vùng đá kết tinh cổ). Mạng lưới sông dạng song song phát triển ở những khu
vực có nếp uốn hoặc đứt gãy kiến tạo nằm song song với nhau, trên các đồng bằng biển có độ nghiêng chung, tại các khu vực có những loại đất đá cứng mềm khác nhau hoặc có thế nằm rất dốc hay đảo ngược. Mạng sơng hình lưới điển hình cho các đồng bằng châu thổ và những bãi thủy triều. Mạng sông dạng tỏa tia hoặc hướng tâm thường chỉ gặp ở những khu vực có cấu tạo địa chất kiểu khối nâng dạng vịm và chóp núi lửa hoặc mỏ muối.
Những con sơng lớn có sự phân hố rõ nét theo đặc điểm tự nhiên và điều kiện sử dụng thành thượng, trung, hạ lưu và phần lưu vực tương ứng với chúng gọi là thượng, trung, hạ du. Thượng lưu chảy trong vùng núi đá rắn khó xâm thực thường có dạng uốn khúc sơn văn tương đối ổn định, với các khúc uốn nương theo đáy thung lũng núi, sơng có độ dốc lớn, lịng sơng khúc khuỷu, nước chảy xiết, nhiều thác ghềnh. Trong vùng đất đá dễ xâm thực, mạng lưới và lịng sơng là sản phẩm của q trình tương tác dịng nước lịng sơng rõ nét, với những vách thung lũng cắt sâu qua các bề mặt cao, hoặc các khúc uốn thuỷ văn có độ ổn định kém hơn, dễ biến đổi, dịch chuyển ở đồng bằng. Hạ lưu sông chảy êm đềm, lịng sơng mở rộng,
uốn khúc mạnh trong những đồng bằng bằng phẳng, vốn được bồi tụ, nâng cao nhờ vật chất xâm thực bóc mịn từ vùng cao của địa hình trong suốt lịch sử dịng sơng.
Bảng 2.1.
Đặc điểm một số sông lớn trên thế giới
Stt Tên sông Chiều dài km
Diện tích lưu vực 103 km2 Tổng dịng chảy năm km3 Lưu lượng trung bình m3/s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Amazon Côngô Hằng Dương Tử Braxmaputra Enixây Mitsisipi Panama Mê Cơng Lêna Nin Hồng Hà 6436 4.373 5.471 5.969 4.183 4.312 6.669 4.827 7.000 3.670 2.000 1.940 936 2.580 3.275 3.000 810 2.490 6.930 1.350 1.200 693 630 624 599 599 551 536 220.000 43.000 38.000 22.000 20.000 19.800 19.000 19.000 17.500 17.000 Bảng 2.1. Một số đặc trưng hệ thống và lưu vực
Chiều dài sông (L) là khoảng cách từ nguồn đến cửa sông theo đường nước chảy.
Bán kính thuỷ lực (R) là tỷ số giữa diện tích mặt cắt ngang hoạt động và chu vi ướt của nó, đặc trưng cho
sức kháng mà chất lỏng chuyển động phải chịu do ma sát đáy.
Độ nhám (n) đặc trưng mức độ cản trở chuyển động, gây nên bởi sự không bằng phẳng của đáy. Độ nhám
tuyệt đối là chênh lệch độ gồ ghề so với đường cong đáy nhịp nhàng trung bình. Độ nhám tương đối là tỷ số giữa độ nhám tuyệt đối và độ sâu trung bình.
Khi cơng của dịng nước ảnh hưởng nhiều nhất tới q trình hình thành lịng sơng Glutơkơp V.G. [1924] đề xuất quan hệ hình thái - thuỷ lực dạng đơn giản nhất như sau:
α = B1/2H-1
trong đó: B- chiều rộng sơng, H- độ sâu. Trung bình α = 2,75; Khi lịng sơng dễ xói (cát mịn) α = 5,5. Từ
đây có thể thấy chiều rộng sông chảy trong thung lũng đồng bằng thường rất lớn so với độ sâu và tỷ lệ giữa độ rộng, độ sâu là ổn định trong các vùng có điều kiện hình thành tương tác dịng nước lịng sơng ổn định.
Độ uốn khúc lịng sơng là tỷ số khoảng cách giữa nguồn và cửa sơng tính theo đường nước chảy và
đường thẳng, đặc trưng mức độ phát triển lịng sơng trên mặt bằng.
Mật độ lưới sông là tỷ số giữa độ dài tồn bộ lưới sơng trên diện tích đã cho, đặc trưng cho mức độ phát
triển của hệ thống. Nghịch đảo giá trị mật độ lưới sơng biểu thị khoảng cách trung bình giữa hai dịng nước. Lượng nước mặt càng dồi dào thì tiềm năng phát triển mạng lưới sông càng lớn, mật độ lưới sông càng lớn, dễ dàng hơn cho đối tượng dùng nước tiếp cận với nguồn cấp.
Diện tích lưu vực đặc trưng cho khả năng tiếp nhận nước mưa của sơng. Trong cùng một vùng khí hậu địa
lý, diện tích lưu vực càng lớn, lưu lượng nước trong sơng càng lớn. Các sơng lớn có lượng dịng chảy nhiều, động năng lớn, nên có khả năng cắt xẻ sâu vào các tầng nước dưới đất, nhờ đó chế độ dịng chảy
ổn định hơn, mùa kiệt nhiều nước hơn.
Mặt cắt dọc sông là đường cong thể hiện sự thay đổi độ cao đáy và mặt nước sông từ nguồn đến cửa, đặc
trưng cho sự thay đổi độ dốc dọc sông, biểu thị độ sâu dòng nước và gián tiếp biểu thị động năng.
Đường cong cao đạc là đồ thị biểu diễn tỷ lệ phần trăm diện tích lưu vực phân bố khơng thấp hơn một cao
độ nhất định. Càng lên cao mưa càng tăng và nhiệt độ càng giảm khả năng sinh dòng chảy càng lớn, đồng
thời điều kiện chảy tập trung trên các vùng cao thường thuận lợi, nên phân bố diện tích theo độ cao có ý nghĩa đáng kể trong nghiên cứu sự hình thành và kiểm sốt lũ.
Địa hình ven thung lũng sơng thường có dạng bậc thềm.. Chúng là dấu tích của các đồng
bằng châu thổ cổ ứng với những mốc xâm thực sâu nhất định (cao độ cửa sông). Mỗi lần mốc xâm thực, hoặc cao độ châu thổ thay đổi nâng lên hay hạ xuống, dịng chảy lại tạo cho mình một thềm sông mới. Đồng bằng châu thổ hiện đại gọi là thềm sông bậc 1. Một số thềm sông cổ có thể tồn tại tương đối ổn định, rất dễ nhận thấy, nhưng một số thềm sông khác lại bị xâm thực phá huỷ thành những ngọn đồi riêng lẻ, tạo thành dải đồi chạy song song với thung lũng sơng. Sơng Hồng nói chung có ít nhất là 3 bậc thềm sông như thế ở các độ cao tương đối 25 - 30m, 60 - 75m và 100 - 125m, là minh chứng rõ rệt cho việc toàn vùng đang được nâng lên và sức công phá mãnh liệt của dịng sơng giàu nước này.
Cửa sơng là nơi kết thúc một dịng sơng. Nó có thể là một con sông, sông ngầm, hồ, biển,
đại dương. Sơng có thể phân làm nhiều nhánh trước khi ra tới biển, và do đó có nhiều cửa
sơng. Trong trường hợp đó cửa chính của sơng là cửa tiêu thốt lượng nước lớn nhất. Một số sơng khơng có cửa theo đúng nghĩa của nó, ví dụ như dịng sơng cụt trong vùng khô hạn, tự kết thúc trên đường chảy, hoặc những con sơng có tên dân gian khác nhau, nhưng thực sự chỉ là những phần kế tiếp của một dịng lưu thơng chung nào đó. Tại những vùng nền đất kém bền vững, cửa sơng có thể không ổn định, mà dịch chuyển trên một vùng rộng lớn tùy thuộc vào
đặc điểm lũ của từng năm. Theo quy ước, cao độ mặt nước cửa sông được gọi là mốc xâm