KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đánh giá lưu lượng nước mặt sông Cầu
Dòng chảy trên các con sông tỉnh Thái Nguyên được hình thành từ mưa và nhập lưu từ các tỉnh lân cận (chủ yếu là Bắc Kạn qua dòng chính sông Cầu). Lượng dòng chảy khá dồi dào. Dựa vào tài liệu đo đạc thủy văn cho thấy tổng lượng nước bình quân nhiều năm qua Gia Bảy trên sông Cầu là 1,91 tỷ m3/năm, tương đương lưu lượng 60,47 m3/s; trong đó nhận lượng nước từ thượng lưu sông Cầu trên đất Bắc Kạn có diện tích 1.300 km2 với lượng chảy chừng 28,7 m3/s tương ứng với 0,9 tỷ m3/năm; lượng nước sông từ sông Chợ Chu là 0,29 tỷ m3/năm, nước sông Đu là 0,24 tỷ m3/năm, sông Nghinh Tường là 0,38 tỷ m3/năm, suối Đèo Khế là 0,17 m3/năm. Ngoài ra tỉnh còn có lượng dòng chảy sinh ra từ mưa trên sông Công là 0,85 tỷ m3/năm; sông Rong là 0,24 tỷ m3/năm, ngòi Rồng là 0,12 tỷ m3/năm và khu giữa sông Cầu trên tỉnh Thái Nguyên từ trạm Gia Bảy đến nhập lưu với sông Công có diện tích 618 km2 với lượng dòng chảy là 0,35 tỷ m3/năm.
3.1.1. Chuẩn dòng chảy năm và dao động cùa dòng chảy năm trong thời kỳ nhiều năm
Tỉnh Thái Nguyên có modun dòng chảy năm thuộc loại trung bình, mô đun dòng chảy năm trên toàn vùng vào khoảng 23l/s/km2. Tuy nhiên, sự phân bố về lượng mưa năm cũng như dòng chảy năm trên toàn tỉnh phân bố không đều theo không gian và thời gian.
Theo thời gian, sự biến đổi dòng chảy năm trên toàn tỉnh không lớn, năm nhiều nước cũng chỉ gấp từ 2 đến 3 lần năm ít nước, hệ số Cv dòng chảy năm biến động từ 0,18 (trạm Giang Tiên) đến 0,37 (trạm Cầu Mai). Các lưu vực sông có diện tích lớn có khả năng điều tiết dòng chảy tốt hơn nên giá trị Cv nhỏ hơn so với những lưu vực sông có diện tích nhỏ, hệ số biến động dòng chảy của sông Cầu và sông Công khoảng dao động trong khoảng 0,23 – 0,26.
3.1.2. Lưu lượng dòng chảy vào mùa cạn và mùa lũ
Từ tháng 10 gió Đông – Nam bắt đầu suy yếu. Lượng mưa trên lưu vực giảm xuống dưới mức bình quân tháng trong năm và nhỏ nhất vào các tháng 12, tháng 1 và tháng 2; nhỏ hơn tổng lượng bốc hơi trong tháng. Thời gian mùa cạn từ tháng 10
đến tháng 5 năm sau, kéo dài 8 tháng nhưng tổng dòng chảy trong suốt mùa cạn chỉ chiếm từ 20-25% tổng lượng dòng chảy trong năm.
Do chế độ mưa phân bố không đồng đều và do cấu tạo bề mặt địa chất, độ dốc và tầng phủ thực vật khác nhau nên dòng chảy mùa cạn trên các lưu vực sông sẽ khác nhau. Tại Thác Bưởi trên lưu vực sông Cầu mô đun dòng chảy bình quân đo được 11,2 l/s/km2; dòng chảy do nhất là 1,9 l/s/km2. Trên các nhánh sông, dòng chảy vào mùa cạn còn ít hơn rất nhiều, khoảng 1,2 l/s/km2.
Tháng có lưu lượng nhỏ nhất trong năm thường vào các tháng 1,2 và tháng 3. Lưu lượng mô đun dòng chảy kiệt nhỏ nhất trên toàn lưu vực dưới 1 l/s/km2, có thời điểm xảy ra hạn hán nghiêm trọng đo không có mưa trong nhiều ngày.
Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9, mùa lũ từ tháng 6 đến tháng 9, trừ một số lưu vực ở hữu sông Cầu ảnh hưởng địa hình của dãy núi Tam Đảo nên lượng mưa tháng 10 còn khá lớn, thời gian mùa lũ trên các sông này xê dịch từ tháng 6 đến tháng 10. Mùa lũ kéo dài 4 tháng trong một năm nhưng chiếm đến 70-75% tổng lượng dòng chảy cả năm.
Lưu vực sông Cầu có hình dạng lông chim, lượng mưa phân bố trên lưu vực không đều nên lũ lớn thường không tập trung.
- Lũ lớn ở Thác Riềng gặp lũ lớn ở Gia Bảy khoảng 40 % - Lũ lớn ở Gia Bảy gặp lũ lớn ở Giang Tiên khoảng 75% - Lũ lớn ở Tân Cương gặp lũ lớn ở Gia Bảy khoảng 25 %
Thực tế quan trắc tại Thác Bưởi (Sông Cầu) có Qmax là 3.490 m3/s ( vào năm 1968) thì mô dun dòng chảy lũ đạt tới 1.527 l/s/km2. Hệ số dòng chảy lũ lớn nhất trung bình 0,5-0,6; tổng lượng nước 4 tháng mùa lũ tại Thác Bưởi tính trung bình nhiều năm là 1,131 tỷ m3/năm, chiếm 59,2 % tổng lượng nước lũ toàn năm. Lũ lớn thường xuất hiện vào tháng 7 và tháng 8 ( với tần suất khoảng 50-60%) với tổng lượng nước là 0,669 tỷ m3 chiếm 59,2 % tổng lượng nước toàn mùa lũ.
3.1.3. Ảnh hưởng của lưu lượng dòng chảy đến chất lượng nước sông Cầu
Nhìn chung do dòng chảy nước sông Cầu vào mùa mưa có lưu lượng dòng chảy lớn hơn nên hầu hết các chất ô nhiễm phát sinh đều được pha loãng tốt hơn so với mùa khô. Đặc trưng pH về mùa mưa thấp hơn ở mùa khô và có giá trị gần trung tính, mùa khô thì pH mang tính kiềm nhẹ. Lượng chất rắn lơ lửng (TSS), BOD5 và các chỉ tiêu sinh hóa khác hầu hết về mùa mưa đều thấp hơn so với mùa khô do
dòng chảy lớn, có tính hòa tan và pha loãng tốt, khả năng tự làm sạch của sông Cầu cũng cao hơn so với khả năng tự làm sạch của sông vào mùa khô.
Lưu lượng nước sông Cầu đoạn chảy qua khu vực thành phố Thái Nguyên trong những năm gần đây ít có sự biến động. Lưu lượng năm 2017 (1.150 m3/s) cao hơn năm 2016 (748 m3/s) nhưng nhỏ hơn lưu lượng của các năm 2014 (1.420 m3/s) và năm 2015 (1.200 m3/s) vào thời điểm mực nước sông Cầu cao nhất. Tuy nhiên, tại thời điểm mực nước sông Cầu thấp nhất thì năm 2017 mực nước sông Cầu đạt 2.071 cm với lưu lượng dòng chảy 15,5 m3/s cao hơn hẳn so với các năm trước.
Bảng 3.1.Mực nước và lưu lượng nước sông Cầu tại trạm thủy văn Gia Bảy
Đơn vị 2010 2014 2015 2016 2017
I Mực nước sông Cầu
Cao nhất cm 2.485 2.640 2.561 2.428 2.547
Thấp nhất cm 2.012 2.021 2.021 2.029 2.071
II Lưu lượng sông Cầu
Cao nhất m3/s 922 1.420 1.200 748 1.150
Thấp nhất m3/s 11,2 12,0 11,9 12,6 15,5
(Niên giám thống kê năm 2017)
3.2. Đánh giá hiện trạng môi trường nước mặt sông Cầu đoạn chảy qua thành phố Thái Nguyên phố Thái Nguyên
Để đánh giá hiện trạng môi trường nước mặt sông Cầu đoạn chảy qua thành phố Thái Nguyên cần tổng hợp các số liệu phân tích và quan trắc tại 06 điểm: SCA 1-4; SCA 1-5; SCA 3-1; SPH 6; SMB – 4; SCG – 1 trong thời gian từ đợt 1 năm 2017 đến đợt 2 năm 2018 phối hợp cùng Chương trình quan trắc hiện trạng tỉnh Thái Nguyên.
Các chỉ tiêu phân tích được chọn: pH; DO; BOD5; COD; TSS; NH4+-N; NO3- -N; PO43-; Fe; Pb; Độ đục; Coliform.
Sử dụng phương pháp tính toán chỉ số WQI để đánh giá chất lượng nước sông Cầu đoạn chảy qua khu vực thành phố Thái Nguyên.
3.2.1. Hiện trạng môi trường nước tại các suối là phụ lưu của sông Cầu nằm trong khu vực thành phố Thái Nguyên. trong khu vực thành phố Thái Nguyên.
3.2.1.1. Suối Phượng Hoàng (SPH - 6)
Điểm quan trắc trên suối Phượng Hoàng thực hiện tại 01 vị trí trước khi hợp lưu với sông Cầu. Mục đích đánh giá chất lượng nước trên suối Phượng Hoàng chịu tác động từ các hoạt động sinh hoạt của dân cư và các hoạt động sản xuất (giấy, khoáng sản), dịch vụ khác của phường Tân Long, phía Bắc xã Phúc Hà, xã Cù Vân, Cổ Lũng...trước khi hợp lưu với sông Cầu. Kết quả phân tích các đợt quan trắc hiện trạng nước mặt sông Cầu được trình bày tại bảng dưới đây:
Bảng 3.2. Kết quả phân tích các chỉ tiêu nước mặt tại suối Phượng Hoàng (SPH 6) STT Chỉ tiêu phân tích Đợt 2017-1 Đợt 2017-2 Đợt 2017-3 Đợt 2017-4 Đợt 2017-5 Đợt 2017-6 Đợt 2018-1 Đợt 2018-2 QCVN 08- MT:2015/BTNMT A2 B1 1 pH 7,3 7,2 6,4 7,3 6,7 6,5 6 6,7 6-8,5 5,5-9 2 DO 5 5,2 4,8 5,4 5,9 5,3 1,95 5,1 ≥ 4 ≥ 5 3 BOD5 <4 9,38 19,62 13,02 14,1 15,81 4,25 4,06 6 15 4 COD <5 29,29 38,6 16,82 34,52 28,17 8,73 10,3 15 30 5 TSS 37,6 12,8 341,7 236 106,1 7,3 546,3 17,5 30 50 6 NH4+ 2,35 <0,05 2 0,27 0,362 0,009 0,76 <0,05 0,3 0,9 7 P-PO4 <0,1 0,14 <0,1 0,239 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 0,2 0,3 8 NO3- 0,34 2,13 0,63 0,108 <0,3 1,38 <0,3 0,92 5 10 9 Fe 0,33 0,3 1,62 1,185 0,778 0,3 1,286 0,3 1 1,5 10 Pd 0,0009 0,0026 0,0234 0,005 0,0028 0,0009 0,0287 <0,0005 0,02 0,05 11 Coliform 7800 5600 5100 3600 8600 3500 3800 7100 5000 7500
Theo bảng tổng hợp kết quả phân tích chất lượng nước mặt trên suối Phượng Hoàng, phụ lưu của sông Cầu cho thấy:
Chỉ tiêu BOD5 vượt so với cột A2 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT vào đợt 2 năm 2017 vượt 1,56 lần; đợt 3 năm 2017 vượt 3,27 lần; đợt 4 năm 2017 vượt 2,17 lần; đợt 6 năm 2017 vượt 2,635 lần.
Chỉ tiêu BOD5 vượt so với cột B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT vào các đợt 3 năm 2017 vượt 1,308 lần; đợt 6 năm 2017 vượt 1,054 lần.
Chỉ tiêu COD vượt so với cột A2 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT vào đợt 2 năm 2017 là 1,95 lần; đợt 3 năm 2017 vượt 2,57 lần; đợt 4 năm 2017 vượt 1,12 lần; đợt 5 năm 2017 vượt 2,3 lần; đợt 6 năm 2017 vượt 1,878 lần.
Chỉ tiêu COD vượt so với cột B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT vào các đợt 3 năm 2017 là 1,286 lần; đợt 5 năm 2017 vượt 1,15 lần.
Chỉ tiêu TSS vượt so với cột A2 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT vào đợt 1 năm 2017 vượt 1,25 lần; đợt 3 năm 2017 vượt 11,39 lần; đợt 4 năm 2017 vượt 7,87 lần; đợt 5 năm 2017 vượt 3,54 lần; đợt 1 năm 2018 vượt 18,21 lần;
Chỉ tiêu TSS vượt so với cột B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT vào đợt 3 năm 2017 vượt 6,834 lần; đợt 4 năm 2017 vượt 4,72 lần; đợt 5 năm 2017 vượt 2,122 lần; đợt 1 năm 2018 vượt 10,93 lần.
Chỉ tiêu NH4+ vượt so với cột A2 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT vào đợt 1 năm 2017 vượt 7,83 lần; đợt 3 năm 2017 vượt 6,67 lần; đợt 5 năm 2017 vượt 1,087 lần; đợt 1 năm 2018 vượt 2,53 lần.
Chỉ tiêu NH4+ so với cột A2 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT vào đợt 1 năm 2017 là 7,83 lần; đợt 3 năm 2017 vượt 6,67 lần; đợt 5 năm 2017 vượt 1,206 lần; đợt 1 năm 2017 vượt 2,53 lần. So với cột B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT vượt vào đợt 1 năm 2017 là 2,61 lần; đợt 3 năm 2017 vượt 2,22 lần.
Chỉ tiêu Fe vượt 1,62 lần vào đợt 3 năm 2017, vượt 1,185 lần vào đợt 4 năm 2017 và 1,286 lần vào đợt 1 năm 2018 so với cột A2 của QCVN 08- MT:2015/BTNMT. Và vượt 1,08 lần so với cột B1 của QCVN 08- MT:2015/BTNMT.
Chỉ tiêu Pd vào đợt 3 năm 2017 vượt 1,17 lần; đợt 1 năm 2018 vượt 1,435 lần so với cột A2 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT.
Chỉ tiêu coliform tại vị trí quan trắc trên suối Phượng Hoàng vượt khá nhiều và ở các đợt quan trắc hầu như đều có dấu hiệu vượt so với QCVN 08- MT:2015/BTNMT. Cụ thể: so với cột A2 vào các đợt 1 năm 2017 vượt 1,56 lần;
đợt 2 năm 2017 vượt 1,12 lần; đợt 3 năm 2017 vượt 1,02 lần; đợt 5 năm 2017 vượt 1,72 lần và vượt 1,42 lần vào đợt 2 năm 2018. So với cột B1 chỉ tiêu coliform vượt 1,04 lần vào đợt 1 năm 2017; vượt 1,15 lần vào đợt 5 năm 2017.
Còn lại các chỉ tiêu quan trắc khác đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT.
Nhận thấy, chất lượng nước trên suối Phượng Hoàng tại các đợt quan trắc đều bị ảnh hưởng nhiều bởi các chỉ tiêu BOD5, COD, TSS, coliform, amoni và kim loại nặng. Chất lượng nước trên suối Phượng Hoàng bị suy giảm đáng kể đặc biệt là ô nhiễm hữu cơ xuất phát từ nước thải sinh hoạt, cơ sở sản xuất không được xử lý thải trực tiếp vào dòng suối. Đặc biệt, suối Phượng Hoàng có tiếp nhận nước thải của nhà máy giấy và các cơ sở sản xuất kinh doanh khoáng sản như than, tuyển rửa quặng làm phát sinh kim loại nặng, chất rắn lơ lửng trong nước thải rửa. Cần có giải pháp quản lý việc xả nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất trực tiếp vào suối Phượng Hoàng để giảm thiểu các nguy cơ gây ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Cầu từ đoạn nhập lưu giữa suối Phượng Hoàng chảy vào sông Cầu.
Từ đợt 1, đợt 2 năm 2018, qua bảng tổng hợp kết quả phân tích có thể thấy chất lượng nước suối Phượng Hoàng đã có sự chuyển biến theo chiều hướng tốt lên. Các chỉ tiêu BOD5, COD không cao vượt quá ngưỡng cho phép. Tuy nhiên, đây là quá trình đánh giá lâu dài và thường xuyên, nhằm đưa ra được nguyên nhân cụ thể gây ô nhiễm nguồn nước để đưa ra phương án tối ưu.
Sự ô nhiễm nguồn nước trên suối Phượng Hoàng được đánh giá qua chỉ số WQI cụ thể như bảng sau:
Bảng 3. 3. Chất lượng nước mặt trên suối Phượng Hoàng
Đợt quan trắc
Gía trị WQI
Mức đánh giá chất lượng nước Màu
Đợt 1/2017 59 Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác
Đợt 2/2017 79 Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng cần các biện pháp xử lý phù hợp Đợt 3/2017 16 Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử
lý trong tương lai
Đợt 4/2017 18 Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong tương lai
Đợt 5/2017 14 Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong tương lai
Đợt 6/2017 86 Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng cần các biện pháp xử lý phù hợp Đợt 1/2018 18 Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử
lý trong tương lai
Đợt 2/2018 78 Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng cần các biện pháp xử lý phù hợp
Trên bảng màu thể hiện chất lượng nước suối Phượng Hoàng chủ yếu là màu đỏ - biểu thị của sự ô nhiễm nước nặng, cần phải có biện pháp xử lý. Đánh giá mức độ nghiêm trọng của sự ô nhiễm nước mặt suối Phượng Hoàng đáng báo động trong việc xả nước thải vào nguồn nước không qua xử lý của các cở sở sản xuất kinh doanh và khai thác khoáng sản. Nhìn vào sự biểu thị màu sắc dễ nhận thấy, thời điểm đợt 1, đợt 2 năm 2017 chất lượng nước suối Phượng Hoàng ít ô nhiễm hơn. Thời điểm đợt 3, đợt 4, đợt 5 năm 2017 chất lượng nước suối Phượng Hoàng rơi vào trạng thái ô nhiễm nặng, sau được cải thiện hơn vào đợt 6 năm 2017 và đợt 2 năm 2018.
Nguyên nhân có thể do tại thời điểm từ tháng 5 đến tháng 10 là thời điểm vào mùa mưa lũ, lượng nước mưa lớn có thể là nguyên nhân cuốn theo các chất thải từ các hộ dân, cơ sở sản xuất, xưởng tuyển rửa xuống dòng chảy của suối Phượng Hoàng. Tuy vào mùa mưa, dòng chảy nước lớn, khả năng pha loãng các chất ô nhiễm cao nhưng với lượng lớn các chất thải, xác chết động thực vật bị dòng chảy cuốn theo đã vượt quá khả năng tiếp nhận của suối.
Nguyên nhân thứ hai có thể xác định do thời gian hoạt động của các cơ sở sản xuất, xưởng tuyển không liên tục. Do vậy, lượng nước thải thải ra suối Phượng Hoàng vào các thời điểm cũng khác nhau.
3.2.1.2. Suối Mỏ Bạch (SMB – 4)
Điểm quan trắc trên suối Mỏ Bạch thực hiện tại vị trí trước khi hợp lưu với sông Cầu. Mục đích đánh giá chất lượng nước suối chịu tác động từ các nguồn thải của hoạt động sinh hoạt của dân cư và các hoạt động sản xuất, dịch vụ khác tại địa bàn phường Hoàng Văn Thụ, phường Quang Trung, xã Phúc Hà, xã Quyết Thắng,....trước khi hợp lưu với sông Cầu.
Bảng 3.4. Kết quả phân tích các chỉ tiêu nước mặt trên suối Mỏ Bạch trước điểm nhập lưu ra sông Cầu (SMB 4) STT Chỉ tiêu phân tích Đợt 2017-1 Đợt 2017-2