Nghiên cứu đề xuất mạng lưới quan trắc chất lượng nước hồ Đá Đen Bà Rịa Vũng Tàu

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Kết quả nghiên cứu hiện trạng môi trường tự nhiên và sử dụng đất trong lưu vực Đá Đen là tài liệu khoa học hữu ích trong việc giám sát và dự báo chất lượng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Thị Lệ Hằng

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MẠNG LƯỚI QUAN TRẮC CHẤT

LƯỢNG NƯỚC HỒ ĐÁ ĐEN - BÀ RỊA VŨNG TÀU

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số: 60 85 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ:

KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS HÀ QUANG HẢI

TP.Hồ Chí Minh - 2012

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc:

PGS.TS Hà Quang Hải, người đã trực tiếp hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Các thầy, cô giáo bộ môn Khoa học Môi Trường - khoa Môi Trường – Trường ĐHKHTN đã tạo điều kiện để tác giả học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn

Ông Nguyễn Mạnh Hùng – Giám Đốc TTQT&PTMT – Sở TNMT tỉnh BRVT

đã tạo điều kiện, góp ý trong suốt thời gian tác giả thực hiện luận văn

Phòng Tài nguyên nước – chi cục quản lý thủy nông, Phòng phân tích – Công

ty cấp nước tỉnh BRVT đã giúp đỡ, cung cấp thông tin về các vấn đề liên quan tới luận văn

Gia đình, anh em, bạn bè, đồng nghiệp và những nguời thân yêu đã động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện để tác giả hòan thành luận văn

TP Hồ Chí Minh, ngày 08 tháng 08 năm 2012

MỤC LỤC

MỤC LỤC 4

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH vii

ABSTRACT ix

GIỚI THIỆU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 2

6 CẤU TRÚC LUẬN VĂN 3

Chương 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Quan trắc nước mặt trên thế giới 4

1.2 Quan trắc nước mặt ở Việt Nam 9

Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12

2.1 Phương pháp luận 12

2.1.1 Tiếp cận hệ thống 12

2.1.2 Tiếp cận quản lý tổng hợp 13

2.2 Các phương pháp nghiên cứu 13

2.2.1 Tham khảo, thu thập, tổng hợp tài liệu 13

2.2.1.1 Tham khảo tài liệu 13

2.2.1.2 Thu thập, tổng hợp tài liệu 14

2.2.2 Khảo sát thực địa 15

2.2.3 Ứng dụng kỹ thuật GIS để xây dụng bản đồ và trình bày dữ liệu 18

2.2.3.1 Hiệu chỉnh bản đồ địa hình 18

2.2.3.2 Thành lập các bản đồ chuyên đề 20

2.2.3.3 Trình bày thông tin 20

Chương 3 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG LƯU VỰC HỒ ĐÁ ĐEN 22

3.1 Giới thiệu công trình hồ Đá Đen 22

3.1.1 Vị trí địa lý 22

3.1.2 Chức năng hồ Đá Đen 23

3.1.3 Chế độ thủy văn lưu vực và thông số kỹ thuật hồ chứa 23

3.1.4 Quan trắc chất lượng nước hồ 24

3.1.5 Diễn biến chất lượng nước 25

3.2 Đặc điểm môi trường tự nhiên và kinh tế xã hội lưu vực 33

3.2.1 Địa chất 33

3.2.1.1 Hệ tầng Xuân Lộc (βQ1 2 xl) 34

3.2.1.2 Trầm tích nguồn gốc sông (aQ2 2-3 ) 35

3.2.1.3 Trầm tích nguồn gốc đầm lầy-sông (abQ2 2-3 ) 35

3.2.1.4 Trầm tích lòng sông, suối 35

3.2.2 Địa mạo 35

3.2.3 Thủy văn 36

3.2.4 Khí hậu 36

3.2.5 Sơ lược về kinh tế - xã hội 38

3.2.5.1 Dân số 38

3.2.5.2 Các ngành kinh tế chính 38

3.2.5.3 Cơ sở hạ tầng 38

3.2.5.4 Văn hóa 38

3.2.6 Hiện trạng sử dụng đất 38

3.2.7 Kết quả khảo sát sử dụng đất lưu vực 40

3.2.7.1 Cây lâu năm 40

3.2.7.2 Cây ngắn ngày 41

3.2.7.3 Nước thải từ khu công nghiệp 42

3.2.7.4 Trang trại chăn nuôi 42

3.2.7.5 Nước thải từ khu dân cư 43

3.2.7.6 Khai thác khoáng sản 43

3.2.7.7 Đất ngập nước 44

3.2.7.8 Chất lượng nước hồ vào thời điểm khảo sát 44

Chương 4 ĐỀ XUẤT MẠNG LƯỚI QUAN TRẮC 50

4.1 Các vấn đề chung 50

4.1.1 Giới thiệu 50

4.1.2 Chất lượng nước 50

4.1.3 Quan trắc là gì 51

4.2 Qui trình quan trắc 51

4.3 Nội dung các bước trong qui trình quan trắc 53

4.3.1 Bước 1: Mục tiêu quan trắc chất lượng nước 53

4.3.2 Bước 2: Xác định rõ các nguồn lực sẵn có 53

4.3.2.1 Nhân sự 53

4.3.2.2 Trang thiết bị và dụng cụ 55

Bảng 4.4 Dụng cụ và thiết bị trong quan trắc hiện trường 56

4.3.2.3 Lập kế hoạch ngân sách 56

4.3.3 Bước 3: Nghiên cứu khảo sát 56

4.3.3.1 Thu thập thông tin sẵn có 56

4.3.3.2 Xác định vị trí trọng điểm 57

4.3.4 Bước 4: Thiết kế mạng lưới quan trắc 58

4.3.4.1 Tiêu chí lựa chọn các vị trí quan trắc 58

4.3.4.2 Số lượng và đặc điểm các vị trí quan trắc 60

4.3.4.3 Các thông số quan trắc 60

4.3.4.4 Thời gian và tần suất quan trắc 63

4.3.5 Bước 5: Lấy mẫu 63

4.3.6 Bước 6: Công việc trong phòng thí nghiệm: 63

4.3.7 Bước 7: Quản lý dữ liệu 65

4.3.7.1 Dữ liệu không gian 65

4.3.7.2 Dữ liệu thuộc tính 65

4.3.7.3 Phân tích địa lý 66

KẾT LUẬN 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

COD: nhu cầu ô xi hóa học

CCQLTN: chi cục quản lý thủy nông

PAHs: các hydrocacbon thơm, đa vòng

QCVN: quy chuẩn Việt Nam

QCVN 08:2008/BTNMT: tiêu chuẩn chất lượng nước mặt

PO43-: phốt phát

TCVN: tiêu chuẩn Việt Nam

TCVN 5942: 1995: tiêu chuẩn chất lượng nước mặt

TCVN 6773: 2000: tiêu chuẩn dành cho nước thủy lợi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Các bước quan trắc chất lượng nước……… ……… 6

Bảng 2.1 Tọa độ các điểm khảo sát thực địa ……….……….17

Bảng 2.2 Kết quả quan trắc chất lượng nước hồ Đá Đen năm 2011 ….……….20

Bảng 3.1 Chế độ thủy văn lưu vực Đá Đen … ……… 23

Bảng 3.2 Các thông số kỹ thuật của hồ chứa nước Đá Đen.……….… 24

Bảng 3.3 Chất lượng nước hồ Đá Đen từ năm 2004 – 2011 tại hồ Đá Đen… …….26

Bảng 3.4 Chất lượng nước lưu vực từ 2010 -2011 qua chỉ tiêu amoni tại lưu vực hồ Đá Đen …… ……… ………29

Bảng 3.5 Chất lượng nước lưu vực từ 2010 -2011 qua chỉ tiêu phốt phát tại lưu vực hồ Đá Đen ……… ……….………30

Bảng 3.6 Chất lượng nước lưu vực từ 2010 -2011 qua chỉ tiêu nitrat tại lưu vực hồ Đá Đen … ………31

Bảng 3.7 Chất lượng nước lưu vực từ 2010 -2011 qua chỉ tiêu coliforms tại lưu vực hồ Đá Đen ……….………32

Bảng 3.8 Dung tích chứa của hồ chứa nước Đá Đen ……….………37

Bảng 3.9 Kết quả chất lượng nước lưu vực hồ Đá Đen của tác giả ngày 21/1/12 … 45

Bảng 4.1 Những thông số chất lượng nước ……… 51

Bảng 4.2 Quy trình quan trắc chất lượng nước hồ ……….……52

Bảng 4.3 Dụng cụ và thiết bị trong phòng thí nghiệm ……….…… 55

Bảng 4.4 Dụng cụ và thiết bị trong quan trắc hiện trường ………56

Bảng 4.5 Thông tin nền lưu vực hồ Đá Đen …….……….57

Bảng 4.6 Các vị trí trọng điểm thuộc lưu vực Đá Đen ………57

Bảng 4.7 Đặc điểm vị trí quan trắc ……….…60

Bảng 4.8 Các bước lựa chọn thông số quan trắc ……… 61

Bảng 4.9 Vị trí, thông số và tần suất quan trắc……… 62

Bảng 4.10 Các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm ……… 64

Bảng 4.11 Dữ liệu thuộc tính quan trắc nước sông, suối……… 65

Bảng 4.12 Dữ liệu thuộc tính quan trắc nước hồ ………66

Bảng 4.13 Dữ liệu thuộc tính quan trắc nguồn xả thải ……… 66

Bảng 4.14 Dữ liệu thuộc tính quan trắc trầm tích hồ……… 66 Bảng 4.15 Dữ liệu thuộc tính giản lược ngày 21/1/2012 chỉ tiêu PO4

……….67 Bảng 4.16 Dữ liệu thuộc tính giản lược ngày 21/1/2012 chỉ tiêu BOD5 ………68 Bảng 4.17 Dữ liệu thuộc tính giản lược từ 2010 - 2011 chỉ tiêu PO4

……… 69

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Bản đồ vị trí các điểm khảo sát ……….………… 16

Hình 2.2 Bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 50000 ……….………18

Hình 2.3 Hồ Đá Đen trên ảnh Google.……….……… 19

Hình 2.4 Địa hình hồ Đá Đen hiệu chỉnh theo ảnh Google …….……… 19

Hình 2.5 Kết quả BOD5 qua đợt lấy mẫu ngày 21/1/2012 ………….………….… 21

Hình 3.1 Bản đồ vị trí nghiên cứu.………….……….22

Hình 3.2 Bản đồ các vị trí quan trắc hiện tại.……….………….25

Hình 3.3 Hàm lượng BOD5 từ 2004 – 2011 tại hồ Đá Đen.……… … ……27

Hình 3.4 Hàm lượng COD từ 2004 – 2011 tại hồ Đá Đen ………27

Hình 3.5 Hàm lượng amoni từ 2004 – 2011 tại hồ Đá Đen.…….………… ………28

Hình 3.6 Hàm lượng amoni từ 2010 – 2011 tại lưu vực hồ Đá Đen ….…….…… 29

Hình 3.7 Hàm lượng phốt phát từ 2010 – 2011 tại lưu vực hồ Đá Đen……… ….30

Hình 3.8 Hàm lượng coliforms từ 2010 – 2011 tại lưu vực hồ Đá Đen ……….… 32

Hình 3.9 Bản đồ địa chất lưu vực hồ Đá Đen .……… ……….34

Hình 3.10 Nhiệt độ trung bình lưu vực hồ Đá Đen từ năm 2006 – 2010 ……… 37

Hình 3.11 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất lưu vực hồ Đá Đen ……….…….… … 39

Hình 3.12 Tỉ lệ các loại hình sử dụng đất trong lưu vực hồ Đá Đen …….………….39

Hình 3.13 Đất trống giữa các tán cây …… ……….……… 40

Hình 3.14 Xói mòn đất lộ rễ cây ……… ……… 40

Hình 3.15a Trồng đậu ven hồ ……… …….……….……….41

Hình 3.15b Trồng bí ven hồ ……….……….……… 41

Hình 3.16 Vỏ thuốc trừ sâu, phân bón ở khu vực trồng đậu, bí ven hồ ……… ……41

Hình 3.17 Đất xói mòn ở khu vực trồng đậu ven hồ ……… 41

Hình 3.18 Bơm nước thải sau xử lý ra tưới cây ở khu TTCN Ngãi Giao ……… 42

Hình 3.19 Trại heo Vĩnh Tân – sông Xoài ……….……….… 43

Hình 3.20 Khai thác đất tại khu vực núi Nhang ……….…… 43

Hình 3.21a Đất bị xói mòn ở Núi Nhang … ……….………….………44

Hình 3.21b Đất khô cằn ở suối Lúp ……… ……….………….………44

Hình 3.22 Lá cây mai dương bị thối rữa sát ven hồ Đá Đen ……… 44

Hình 3.23 Bản đồ các vị trí quan trắc chất lượng nước của tác giả ……… 45 Hình 3.24 Hàm lượng DO tại các vị trí quan trắc ngày 21/1/2012 ………46 Hình 3.25 Hàm lượng BOD5 tại các vị trí quan trắc ngày 21/1/2012 ………46 Hình 3.36 Hàm lượng COD tại các vị trí quan trắc ngày 21/1/2012 ………….….…47 Hình 3.27 Hàm lượng amoni tại các vị trí quan trắc ngày 21/1/2012 ………….…47 Hình 3.28 Hàm lượng phốt phát tại các vị trí quan trắc ngày 21/1/2012 …………48 Hình 3.29 Hàm lượng coliforms tại các vị trí quan trắc ngày 21/1/2012 ………….48 Hình 4.1 Bản đồ các vị trí trọng điểm.………58 Hình 4.2 Bản đồ mạng lưới quan trắc chất lượng nước hồ Đá Đen ….……….…….59 Hình 4.3 Biểu diễn chất lượng nước lưu vực ngày 21/1/2012 qua chỉ tiêu PO4

3-

…67 Hình 4.4 Biểu diễn nồng độ BOD5 > 5mg/l đợt quan trắc ngày 21/1/2012 ……….68 Hình 4.5 Kết quả quan trắc năm 2010 – 2011 của CTCP Cấp nước theo không gian và thời gian qua chỉ tiêu PO4

……… ……….………….… 69 Hình 4.6 Bản đồ xác định vị trí trọng điểm dọc sông Xoài qua kết quả quan tắc ngày 21/1/2012 qua chỉ tiêu PO4

……… ……….………….… 70

GIỚI THIỆU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Nước là một nguồn tài nguyên vô cùng quý giá nhưng không phải vô tận Tổng lượng nước trên bề mặt trái đất chiếm hơn 97% nhưng lượng nước có thể dùng cho sinh hoạt và sản xuất chỉ chiếm khoảng 3% Hiện tại, dân số thế giới đang là 7 tỉ người, nhu cầu dùng nước không ngừng gia tăng, tình trạng ô nhiễm môi trường đã

và đang làm suy giảm chất luợng nước toàn cầu Mặc dù nước là tài nguyên tái tạo nhưng khi bị ô nhiễm thì nguồn tài nguyên này rất khó phục hồi

Bà Rịa - Vũng Tàu (BRVT) là một tỉnh có nguồn tài nguyên nước mặt hạn chế, các dòng sông cung cấp nước cho tỉnh chủ yếu là những con sông nội tỉnh, ngắn

và có lưu vực nhỏ Việc gia tăng khai thác nước ngầm trong nhiều năm qua đã gây ô nhiễm tầng nước ngầm do quy trình khai thác không được kiểm soát chặt chẽ Khu vực khai thác nước ngầm tập trung quy mô như Bà Rịa, Phú Mỹ lại nằm sát biên mặn

đã gây ra mặn hóa tầng nước ngầm đặc biệt là tầng nước ngầm ven biển vùng cửa sông Dinh

Để đáp ứng nhu cầu nước ngày càng tăng, giải pháp mà tỉnh BR-VT đưa ra là xây dựng các hồ chứa vừa phục vụ sinh hoạt vừa phục vụ cho các ngành kinh tế, trong đó hồ Đá Đen là hồ chứa nước lớn nhất, có ý nghĩa rất quan trọng trong sinh hoạt và sản xuất của địa phương Hồ Đá Đen phân bố trên địa bàn xã Láng Lớn, huyện Châu Đức và Tân Thành thuộc tỉnh BR-VT, có dung tích chưá 33,4 triệu m3

nước, diện tích lưu vực 149km2, cung cấp nước thô cho các nhà máy nước (chiếm 90% tổng lượng nước cấp cho toàn Tỉnh) và hỗ trợ tưới tiêu cho nông dân

Trong lưu vực hồ Đá Đen có nhiều loại hình sử dụng đất khác nhau như: nông nghiệp, lâm nghiệp, công nghiệp, chăn nuôi, khu dân cư tập trung Các loại hình này

đã và đang tác động bất lợi đến chất lượng nước hồ Đá Đen Điển hình là một số sự

cố như: vỡ đường ống dẫn nước thải của khu tiểu thủ công nghiệp (TTCN) Ngãi Giao nằm ở gần thượng nguồn suối Lúp, chảy tràn nước thải chăn nuôi gần cầu sông Xoài hay nước thải sinh hoạt thải trực tiếp các dòng chảy đổ vào hồ

Mặc dù Tỉnh BR-VT đã có chương trình quan trắc thường xuyên 2 - 3 tháng/lần nhưng hoạt động quan trắc còn nhiều bất cập như việc lựa chọn vị trí chưa hợp lý, các chỉ tiêu phân tích chưa đầy đủ, phát hiện các vấn đề môi trường còn chậm

Vì vậy việc thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MẠNG LƯỚI QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ ĐÁ ĐEN” nhằm giám sát chất lượng

nước một cách hệ thống theo không gian và thời gian, sớm phát hiện những biểu hiện ô nhiễm nguồn nước để có các giải pháp xử lý thích hợp là đề tài có tính cấp bách

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Đề xuất mạng lưới quan trắc dựa vào đặc điểm tự nhiên và sử dụng đất trong lưu vực nhằm xác định xu thế biến đổi chất lượng nước hồ theo thời gian và không gian để có giải pháp xử lý thích hợp

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Xác định các đặc điểm môi trường tự nhiên lưu vực (địa chất, địa mạo, khí hậu, thủy văn)

- Điều tra hiện trạng sử dụng đất trong lưu vực

- Đánh giá chất lượng nước hồ từ khi vận hành đến nay

- Xây dựng mạng lưới quan trắc chất lượng nước trên cơ sở đặc điểm tự nhiên

và sử dụng đất trong lưu vực

4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

 Đối tượng nghiên cứu: Chất lượng nước hồ Đá Đen và các sông suối chính trong lưu vực

 Phạm vi nghiên cứu: Hồ chứa nước Đá Đen và lưu vực với diện tích 149 km2

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

Kết quả nghiên cứu hiện trạng môi trường tự nhiên và sử dụng đất trong lưu vực

Đá Đen là tài liệu khoa học hữu ích trong việc giám sát và dự báo chất lượng nước mặt hồ Đá Đen

Giúp cho cơ quan quản lý địa phương có tài liệu khoa học phục vụ quy hoạch sử dụng nước một cách hợp lý

6 CẤU TRÚC LUẬN VĂN

Luận văn gồm 75 trang đánh máy với 29 bảng biểu, 40 hình và 44 tài liệu tham khảo Cấu trúc của luận văn gồm:

Giới thiệu

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Hiện trạng môi trường lưu vực hồ Đá Đen

Chương 4: Đề xuất mạng lưới quan trắc

Kết luận

Luận văn được hoàn thành tại Khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Hà Quang Hải

Chương 1

TỔNG QUAN

1.1 Quan trắc nước mặt trên thế giới

Quan trắc môi trường nói chung và quan trắc môi trường nước nói riêng là hoạt động then chốt, không thể thiếu trong công tác quản lý và bảo vệ môi trường Trên thế giới hoạt động này đã được nghiên cứu từ nhiều thập kỷ trước Mỗi nước, mỗi quốc gia có những hướng dẫn, quy định thực hiện khác nhau

Ở Mỹ, quan trắc môi trường nước được quan tâm từ những năm 1970 Các

chương trình quan trắc quốc gia được thực hiện theo “Hướng dẫn thiết kế và thực hiện chương trình giám sát chất lượng nước ngọt” của UNEP/WHO (1996) [28] Các

bước cụ thể với các thông số quan trắc cơ bản đặc trưng cho từng loại nước mặt: pH,

độ đục, nhiệt độ, TSS, DO, BOD5, COD, clorua, Fe, NO2-, NO3-, NH4+, T-P, PO43-, coliforms, E.coli, cholorophyll-a và những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước hồ như: lưu lượng dòng chảy, độ sâu hồ, nguồn chảy vào hồ …

Song song với quan trắc chất lượng nước theo mục tiêu quốc gia, ở Mỹ quan

trắc nước hồ còn được thực hiện bởi những tình nguyện viên “Quan trắc hồ đối với tình nguyện viên” [35] với các thông số quan trắc: tảo, DO, thực vật nước, trầm tích

đáy, trầm tích lơ lửng, axit hóa

Hoạt động quan trắc chất lượng nước hồ thực hiện không đồng đều ở các quốc gia thuộc liên minh Châu Âu Năm 1996, khi Pháp, Đức, Thụy Sỹ, Hà Lan, Bồ Đào Nha chưa thực hiện chương trình quan trắc hồ thì Đan Mạch có chương trình quan trắc tại 37 hồ, Na Uy có chương trình điển hình với 1005 hồ, Phần Lan có chương trình với 176 hồ… [39] Các chương trình quan trắc hồ ở Châu Âu thuộc 02 loại: Quan trắc khảo sát và quan trắc chuyên sâu với tần suất và thời gian tùy thuộc vào mục tiêu nghiên cứu Theo hướng dẫn, các yếu tố cần quan trắc ở đây bao gồm: các thông số cơ bản (lưu lượng, nhiệt độ, pH, DO, độ đục, độ màu), các thông số về ô nhiễm các chất hữu cơ (DO, BOD, COD), các thông số mô tả hiện tượng phú dưỡng, tình trạng dinh dưỡng (NH4

+

, T-N, T-P, PO43-, Chlorophyll a, thực vật phù du), các ion chính (Ca, Mg, Na, K, SO42-, Cl-, SiO2), kim loại nặng (Fe, Al, Cu, Hg, Pb, Zn),

chỉ số sinh học (thực vật phù du, động, thực vật đáy), axit hóa và trầm tích đáy (Hg,

Cd, Pb, Cr, Cu, Ni, Zn) theo “Quan trắc chất lượng nước mặt ở Châu Âu” (1996)

[39]

Khác với Châu Âu và Mỹ, các nhà môi trường Úc đã dựa vào đặc điểm sử dụng đất trong các lưu vực để thiết kế chương trình quan trắc riêng [31] Ngoài các thông số đặc trưng chung cho chất lượng nước mặt, đối với lưu vực có hoạt động công nghiệp cần quan trắc bổ sung các thông số như: tổng dầu mỡ, PAHs, chất hữu

cơ, đặc biệt là kim loại nặng Đối với lưu vực có đất sử dụng trong nông nghiệp, cần quan tâm nhiều đến hóa chất bảo vệ thực vật và thuốc trừ sâu Ở đây tác giả nhấn mạnh việc sử dụng sơ đồ sử dụng đất ở các lĩnh vực khác nhau để đánh giá mức độ tác động của nó đến hệ sinh thái Đối với đất sử dụng trong công nghiệp hay nông nghiệp, đô thị … có những tác động gì đến đất, nước và con người; như vậy mỗi lưu vực khác nhau cần có sự lựa chọn thông số quan trắc khác nhau để đánh giá chính xác chất lượng nước và giảm thiểu những chi phí không cần thiết

Hệ thống giám sát môi trường toàn cầu (GEMS) của Ấn Độ bắt đầu giám sát chất lượng nước quốc gia từ năm 1978 [40] Cho đến nay mạng lưới quan trắc của Ấn

Độ được thực hiện trên toàn bộ các lưu vực, cụ thể với 61 hồ và hồ chứa quan trắc 4 lần/ năm với các thông số như màu, mùi, độ đục, nhiệt độ, pH, EC, DO, NO2

-/NO3-, BOD, T-coliform, E.coli, chlorophyll, động thực vật phù du; 25 thông số quan trắc 1 lần/năm được chia thành những nhóm cụ thể: nhóm các thông số cơ bản, chất dinh dưỡng, chất hữu cơ, các ion chính, vi sinh vật, kim loại nặng [37]

Ở Canada, các thông số quan trắc được thiết lập dựa vào mục đích sử dụng của từng nguồn nước [44] Cụ thể, đối với hồ nước sử dụng để bảo vệ đời sống thủy sinh cần quan tâm tới: DO, nhiệt độ, pH, độ đục, EC, chất dinh dưỡng, lưu lượng dòng chảy, T-P, chlorophyll; đối với nguồn nước dùng để cấp nước sinh hoạt: E.coli, coliforms, NO3

-/NO2 -

, chất dinh dưỡng, chlorophyll, độ đục…

Nhật Bản ban hành hướng dẫn “quan trắc chất lượng nước " [29] để hướng

dẫn một cách cụ thể về trình tự tiến hành một chương trình quan trắc chất lượng nước gồm các bước như: xác định mục tiêu quan trắc, thiết bị và phương pháp lấy mẫu, kiểm soát chất lượng và đảm bảo chất lượng kết quả, xử lý dữ liệu Trong đó, tài liệu

này đưa ra hướng dẫn rất chi tiết đi kèm với từng ví dụ cụ thể, như khi lấy mẫu ở hồ,

ao có độ sâu dưới 4m thì cần lấy mẫu ở điểm sâu nhất, nhưng khi hồ có độ sâu từ 4m – 8m thì cần lấy mẫu cách mặt nước từ 0,5m -1m và trên lớp đáy 0,5m…

Tóm lại, mỗi quốc gia có những mục tiêu quan trắc cụ thể, nguồn nhân lực và kinh phí khác nhau nên có hướng dẫn khác nhau nhưng đều có chung một quy trình thực hiện như sau:

Bảng 1.1 Các bước quan trắc chất lượng nước

Mặc dù quy trình thực hiện một chương trình quan trắc là như nhau nhưng tùy vào mục tiêu quan trắc chất lượng nước riêng mà mỗi nơi lựa chọn những thông số quan trắc khác nhau như: quan trắc các thông số hóa lý, sinh học hay quan trắc một vài thông số cụ thể

Phổ biến nhất là quan trắc các thông số hóa lý, sinh học đặc trưng cho chất

lượng nước hồ khu vực nghiên cứu Thể hiện rõ nhất trong báo cáo “Đánh giá hồ Quốc gia” [42] của Mỹ năm 2009 đã khảo sát 1028 hồ (cả tự nhiên lẫn nhân tạo) có

diện tích từ 4ha với độ sâu trên 1m Hồ được sử dụng với mục đích sinh hoạt, tưới tiêu, công nghiệp và giải trí Chất lượng nước hồ, tình trạng dinh dưỡng cũng như độc

tố tảo được đánh giá thông qua dữ liệu quan trắc mùa hè năm 2007 Theo tác giả, quan trắc được thực hiện theo hai phương pháp: quan trắc tự động để đo các chỉ tiêu

dễ biến động theo thời gian là DO, nhiệt độ, pH, độ đục; quan trắc bằng tay được thực hiện cho các thông số ổn định hơn Ngoài các thông số đặc trưng chung về chất lượng nước mặt như: BOD5, COD, T-N, T-P, Cl, chlorophyll-a, tác giả còn quan trắc độc tố

Vấn đề hoặc thông tin cần thu thập Tại sao phải quan trắc

Quan trắc cái gì?

Quan trắc ở đâu?

Quan trắc khi nào? Quan trắc như thế nào?

Phân tích, xử lý số liệu Báo cáo

tảo – một thông số thể hiện mức độ dinh dưỡng của nước hồ Vị trí quan trắc được đặt khác nhau đối với các hồ khác nhau nhưng đều có những đặc điểm chung như: 01

vị trí ở giữa hồ - điểm sâu nhất và các vị trí – nơi nguồn nước chảy vào hồ, nơi sử dụng nguồn nước Dữ liệu của chương trình đánh giá này là dữ liệu nền cho chương trình quan trắc tiếp theo, đồng thời để dự báo xu hướng về chất lượng nước hồ trong tương lai

David P.Mau và cộng sự [26] nghiên cứu về “Điều kiện chất lượng nước bề mặt

và mối liên hệ giữa mùi vị và chất lượng nước ở lưu vực hồ Olathe, Đông Bắc Kasas, Mỹ”: Hồ Olathe nằm ở đông bắc Kansas là khu giải trí cũng là nguồn cung cấp nước

sinh hoạt chính cho thành phố Olathe thuộc nước Mỹ Tác giả đã thực hiện quan trắc chất lượng nước từ tháng 6/2000 đến tháng 12/2002 qua việc đánh giá một số chỉ tiêu đặc trưng như: các ion chính trong nước: Ca, Mg, Na, Ka, SO4

2-, F2-, Cl2-, SiO2

-; các chất dinh dưỡng: T-N, T-P, NH4

+

, PO43-, NO3-, NO2-, vi khuẩn: coliforms, E.coli; thuốc trừ sâu, thực vật phù du, và trầm tích đáy ở các vị trí khác nhau để xác định các nguyên nhân dẫn đến sự tăng trưởng của tảo và các vấn đề về mùi vị trong nước uống

từ hồ Olathe Bên cạnh đó có 2 trạm quan trắc tự động được đặt tại giữa hồ và nơi các nhánh chính đổ vào hồ nhằm quan trắc liên tục chất lượng nước hồ thông qua các chỉ tiêu pH, nhiệt độ, DO, độ đục, tổng chất rắn hòa tan Đồng thời tác giả sử dụng phương pháp phân tích hồi quy để dự đoán tải lượng các chất ô nhiễm, mô tả các quá trình hoá học và sinh học dẫn đến nguyên nhân gây ra mùi ở nước hồ Từ kết quả điều tra này giúp cho thành phố Olathe có kế hoạch bảo vệ lưu vực một cách toàn diện, đồng thời cũng cảnh báo cho cộng đồng về tầm quan trọng của việc duy trì và bảo vệ chất lượng nước ở lưu vực Olathe

Sau khi nghiên cứu và đề xuất các biện pháp cải thiện chất lượng nước cũng như mùi vị của lưu vực hồ Olathe, các nhà khảo sát điạ chất ở thành phố Olathe, Kansas,

Mỹ đã nhận định rằng quan trắc chất lượng nước là một việc rất quan trọng, nó giúp cho các nhà phân tích giảm bớt chi phí phân tích khi xác định được các chỉ tiêu ít biến đổi, phát hiện kịp thời các thay đổi bất thường ở lưu vực hồ, từ đó có chiến lược

quản lý phù hợp (“Quan trắc chất lượng nước hồ Olathe, Johnson County, Kansas”

do Patrick P Rasmussen và cộng sự thực hiện [38])

Mohammad Shuhaimi-Othman nghiên cứu về “ Thay đổi chất lượng nước hồ Chini, Pahang, phía tây Malaysia” [36] Nghiên cứu được tiến hành trong 12 tháng,

15 vị trí lấy mẫu nằm tại 15 vị trí đặc trưng nhất của hồ, phân tích 14 chỉ tiêu hóa –lý

và chỉ tiêu đặc trưng cho tình trạng dinh dưỡng của hồ là cholorophyll-a Kết quả sau khi phân tích được so sánh với chỉ số chất lượng nước (WQI) của Malaysia và tiêu chuẩn chất lượng nước Quốc Gia (INWQS) để phân loại chất lượng nước hồ đạt loại

II (theo WQI) và loại I (theo INWQS) Đồng thời dựa vào kết quả phân tích cholorophyll-a, tác giả cũng cho thấy hiện tại chất lượng nước hồ chưa bị biến đổi bởi các chất dinh dưỡng nhưng nồng độ chlorophyll-a vẫn tăng theo mùa mưa do sự phân hủy thực vật bị ngập lụt trong hồ, các chất dinh dưỡng được đưa vào từ các con sông xung quanh và đất sử dụng trong nông nghiệp ngày càng tăng Qua nghiên cứu cũng thấy rằng chất lượng nước ở Hồ Chini thay đổi theo mùa, thay đổi theo vị trí lấy mẫu

và thay đổi khi lượng mưa khác nhau Sự thay đổi này phần lớn do vị trí địa lý của hồ: bị ảnh hưởng bởi các con sông chảy vào hồ, lũ lụt, mưa, thực vật, sử dụng đất …

Từ đấy đòi hỏi phải có một chiến lược đúng đắn về quan trắc và đánh giá môi trường nước hồ để bảo vệ chất lượng nước hồ Chini trong tương lai

Đầu những năm 1970, tài nguyên nước ở Trung Quốc bắt đầu suy thoái Đến năm 1990, một số lưu vực chính đã bị ô nhiễm nghiêm trọng khiến chính phủ trung ương phải vào cuộc Một trong những giải pháp chính đó là triển khai chương trình quan trắc chất lượng nước trong toàn đất nước trong đó có hồ Chao với lịch sử hơn

15 ngàn năm Đây là hồ nước ngọt lớn thứ 5 ở Trung Quốc – là nguồn cung cấp nước cấp cho toàn bộ cư dân trong thành phố, đồng thời cung cấp nước cho thủy lợi và công nghiệp Nghiên cứu của Jin Honga và cộng sự [30] cho thấy, chất lượng nước

hồ Chao bị biến đổi do nhiều nguyên nhân như: hoạt động nông nghiệp chủ yếu là trồng lúa xung quanh hồ gây hiện tượng phú dưỡng (do dư lượng phân bón hóa học);

sự xói mòn đất do canh tác không hợp lý; phát triển dân số nhanh chóng ven hồ làm gia tăng lượng nước thải sinh hoạt không xử lý chảy trực tiếp vào hồ; các ngành công nghiệp, đặc biệt là ngành công nghiệp thủy sản phát triển nhưng không có hệ thống

xử lý nước thải xả trực tiếp ra hồ; do địa hình dốc, các nguồn chảy theo dòng đổ vào

hồ Chao Tác giả đã kết luận dựa vào kết quả quan trắc các thông số đặc trưng về

mức độ xói mòn đất, các chỉ số dinh dưỡng T-N, T-P, COD, đồng thời xây dựng một

mô hình để phân tích lý do cơ bản gây ra sự suy giảm về chất và lượng của nguồn nước với sự tác động của các nhân tố tự nhiên và xã hội

Ngoài việc dựa vào các thông số đặc trưng, để đánh chất lượng nước hồ, nhiều nghiên cứu đã sử dụng tảo cát để giám sát chất lượng hồ nước, nổi bật là công trình

“Sử dụng tảo cát trong giám sát chất lượng nước ở các con sông của châu Âu và Thổ Nhĩ Kỳ” [34] Công trình này xem tảo cát – một loài thực vật nước chiếm 95% loài

thực vật đáy, có tác dụng xáo trộn nước nhanh, thể hiện tình trạng sinh thái của một lưu vực – là thông số quan trọng để đánh giá tình trạng dinh dưỡng tốt, con sông nào

thừa dinh dưỡng hay ít dinh dưỡng Nghiên cứu "Sử dụng tảo cát trong quan trắc chất lượng nước của hồ Venence” [27] đã dựa vào mối tương quan giữa tảo cát với

hàm lượng phốt pho, chất diệp lục và diện tích bề mặt kết hợp với sử dụng phần mềm tính toán cụ thể để phân loại hồ theo từng vị trí khác nhau

Dựa vào chỉ số chlorophyll a để đánh giá tình trạng dinh dưỡng nước hồ cũng

đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới Nghiên cứu của Kendra Murray về “Nồng độ chlorophyll a ở hồ Otsego mùa hè năm 2004” [32] đã chứng minh rằng sự biến động

chlorophyll a thể hiện xu hướng biến đổi chất lượng nước và là một chỉ số quan trọng

trong đánh giá chất lượng nước Nghiên cứu của Suzana Patceva và cộng sự về “ Hàm lượng chlorophyll a là một chỉ số về hiện tượng phú dưỡng ở hồ Prespa – Macedonia” [41] đã xem chlorophyll a như là một tham số đo lường cho tất cả thực

vật phù du và là một chỉ số nhạy cảm cho hiện tượng phú dưỡng Tác giả cũng đưa ra mối liên hệ giữa chất dinh dưỡng và nồng độ chlorophyll a

1.2 Quan trắc nước mặt ở Việt Nam

Việt Nam bắt đầu triển khai chương trình quan trắc môi trường nước sau khi luật BVMT ban hành năm 1994 với 02 mạng lưới quan trắc: mạng lưới quan trắc quốc gia do tổng cục môi trường triển khai và mạng lưới quan trắc địa phương do các tỉnh thành thực hiện Tính đến năm 2002, mạng lưới quan trắc môi trường quốc gia có

21 trạm, quan trắc các thành phần môi trường như nước mặt lục địa, nước dưới đất, nước biển tại hàng nghìn điểm quan trắc trên toàn quốc với tần suất từ 2 -6 lần/ năm

[24] Hơn 40 tỉnh thành trong cả nước có chương trình quan trắc môi trường địa phương theo nghị định 81/2007/NĐ-CP (27/12/2007)

Các chương trình quan trắc môi trường nước được thực hiện theo thông tư

29:2011/ BTNMT “Quy định quy trình kỹ thuật quan trắc môi trường nước mặt lục địa” [4] thực hiện theo mô hình gồm: xác định mục tiêu quan trắc, thiết kế chương

trình quan trắc, thực hiện chương trình quan trắc: sơ đồ mạng quan trắc, các thông số quan trắc, tần suất quan trắc, thiết bị quan trắc, quản lý dữ liệu Trong đó nói rõ, căn

cứ vào mục tiêu quan trắc cần xác định rõ kiểu quan trắc nền hay tác động, xác định địa điểm và đối tượng cụ thể (sông hay hồ…) để từ đó xác định các thông số quan trắc phù hợp Quy định cũng đưa ra thời gian cho quan trắc nền tối thiểu là 1 lần/tháng, quan trắc tác động tối thiểu là 1 lần/quý

Đề tài “Đánh giá khả năng tự làm sạch và đề xuất các phương án cải thiện chất lượng nuớc hồ Yên Sở nhằm đảm bảo yêu cầu xả nước thải ra sông Hồng” [20]

đã đánh giá hiện trạng ô nhiễm của nước hồ theo các chỉ tiêu hữu cơ (BOD-DO) và chất dinh dưỡng Từ đó đề xuất các phương án cải thiện chất lượng nước hồ nhằm đảm bảo đủ tiêu chuẩn theo quy định xả thải vào nguồn nước mặt ra sông Hồng đồng thời đưa ra được mạng lưới cần quan trắc cho lưu vực này nhằm đảm bảo nước xả ra đạt tiêu chuẩn quy định Đây là một hồ cung cấp cảnh quan cho thành phố, nuôi cá, giải trí nhưng đề tài chưa đề cập đến các chỉ tiêu về sinh học để có thể kết luận được

ô nhiễm nước hồ do tác nhân của chính bản thân hồ hay không

Luận án phó tiến sỹ “Đặc trưng sinh thái môi trường nước hồ chứa nước Hòa Bình và một số ý kiến sử dụng hợp lý” của Hồ Thanh Hải [14] đã đánh giá về hiện

trạng, các mối tương tác giữa tác nhân sinh học với môi trường nước, những biến đổi theo quy luật trong diễn thế sinh thái môi trường nước, những kết quả này là tiền đề cho việc quản lý và sử dụng hợp lý hồ Hòa Bình, giảm các tác động xấu đến môi trường nước hồ Tuy nhiên tác giả chưa đề cập đến tiêu chí về dinh dưỡng, mùi vị để đảm bảo nguồn nước phù hợp với mục đích sử dụng

Đối với Hồ Đá Đen, chất lượng nước được đánh giá hàng năm theo cấp địa phương (báo các tổng kết hàng năm của công ty cổ phần CTCP cấp nước Vũng Tàu [11]) và cấp tỉnh (báo cáo kết quả quan trắc thường xuyên tỉnh BRVT [21]) để xem

xét mức độ biến động của các thông số, cũng như sự biến đổi của chất lượng nước hồ Tuy nhiên chưa đề cập đến các tác động của hoạt động nhân sinh hay tự nhiên đến sự biến đổi này

Các chương trình, đề tài, đề án nghiên cứu kể trên đã thu được nhiều kết quả

có giá trị về mặt khoa học và thực tiễn, bước đầu góp phần vào việc đánh giá xu hướng biến đổi chất lượng nước hồ Tuy vậy, có thể nói các kết quả đạt được còn nhiều hạn chế Cho đến nay chúng ta chưa có được hướng dẫn cụ thể trong quan trắc chất lượng nước hồ theo từng mục đích sử dụng nước, chưa có quy định cụ thể những thông số và tần suất cần quan trắc cho nước hồ dùng cho cấp sinh hoạt hay tưới tiêu

… Các nghiên cứu chỉ thực hiện ở những hồ đã bị ô nhiễm và tìm giải pháp khắc phục, chưa đưa ra chương trình quan trắc để phòng ngừa ô nhiễm nước hồ từ các nguồn gây ô nhiễm, chưa đặt nặng vấn đề quản lý tổng hợp nhằm bảo vệ chất lượng nước lưu vực Vì vậy, đề tài cần xác định được các nguồn có nguy cơ gây ảnh hưởng đến chất lượng nước lưu vực, các vị trí trọng điểm cần quan trắc để từ đó đưa ra được một quy trình quan trắc cụ thể đối với hồ Đá Đen và lưu vực nhằm đảm bảo duy trì chất lượng nước hồ đạt tiêu chuẩn nước cấp cho sinh hoạt

và cách tiếp cận quản lý tài nguyên nước phải là quản lý tổng hợp

2.1.1 Tiếp cận hệ thống

Lưu vực sông được thừa nhận là đơn vị địa mạo cơ bản và được xem là đơn vị cảnh quan nguyên sinh trong các nghiên cứu thủy văn, cung cấp nước, sinh thái và các hoạt động quản lý đất (Horton, 1932) [37]

Trên nền cảnh quan nguyên sinh (yếu tố tự nhiên) cùng với sự phát triển của hoạt động nhân sinh (yếu tố xã hội) đã tạo cho lưu vực sông trở thành hệ thống tự nhiên – xã hội (hệ thống tài nguyên – môi trường – sinh thái – xã hội) trong đó các thành phần của hệ thống này có quan hệ chặt chẽ với nhau, mọi biến động của từng thành phần trong hệ thống đều có tác động đến các thành phần khác

Theo cách tiếp cận hệ thống, việc nghiên cứu đánh giá tài nguyên thiên nhiên nói chung hay tài nguyên nước nói riêng phải được tiến hành đồng bộ, hệ thống, toàn diện trong lưu vực sông Như vậy, mặc dù chỉ tiến hành quan trắc chất lượng nước

hồ, cũng phải tiến hành nghiên cứu đồng bộ các đặc điểm tự nhiên và xã hội hiện diện trong lưu vực

2.1.2 Tiếp cận quản lý tổng hợp

Các hoạt động nhân sinh (công nghiệp, lâm nghiệp, nông nghiệp, đô thị) trong lưu vực ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước sông suối và cuối cùng là nước hồ Nếu không có sự quản lý, các dòng chảy trên mặt đất mang theo các chất ô nhiễm từ các hoạt động trên và sẽ làm ô nhiễm nước hồ Vì vậy các hoạt động của con người trong lưu vực cần được quản lý chặt chẽ Tuy nhiên cách tiếp cận tài nguyên nước hiệu quả nhất hiện nay mà nhiều nước tiên tiến trên thế giới áp dụng đó là quản lý tổng hợp lưu vực

Như vậy, các hồ nước là một phần trong hệ thống lưu vực sông và việc quản lý chất lượng nước hồ phải nằm trong giải pháp quản lý tổng hợp lưu vực thì việc khai thác, sử dụng tài nguyên mới đảm bảo sự phát triển bền vững

2.2 Các phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Tham khảo, thu thập, tổng hợp tài liệu

2.2.1.1 Tham khảo tài liệu

Hiện tại Việt Nam chưa có hướng dẫn quy trình quan trắc cũng như phương pháp thiết lập mạng quan trắc nước hồ chứa Luật tài nguyên nước hay luật môi trường chưa đề cập đến những nội dung quan trắc chất lượng nước hồ trong các lưu vực có đặc điểm tự nhiên và các hoạt động kinh tế khác nhau Vì vậy tác giá đã tham khảo những hướng dẫn quan trắc nước hồ một số nước trên thế giới gồm:

- Quan trắc hồ đối với các tình nguyện viên - USEPA [35]

- Quan trắc chất lượng nước ở Delhi - Ấn Độ [37]

- Thiết kế chương trình quan trắc chất lượng nước ở Úc - hướng dẫn lấy mẫu cho chương trình quan trắc chất lượng nước bề mặt [31]

- Quan trắc chất lượng nước - hướng dẫn thực hành để thiết kế và thực hiện chương trình quan trắc chất lượng nước sạch của UNEP & WHO [28]

- Quan trắc chất lượng nước - tập 1 của Nhật Bản [29]

- Quan trắc chất lượng nước bề mặt – Châu Âu [39]

- Hướng dẫn người dân Vigrinia phương pháp thực hiện chương trình quan trắc chất lượng nước [43]

Những nội dung cơ bản của các hướng dẫn trên đã được trình bày tóm lược trong chương „Tổng quan”

2.2.1.2 Thu thập, tổng hợp tài liệu

Như đã trình bày trong phương pháp luận, các hồ chứa là một phần trong hệ thống lưu vực, vì vậy muốn có một mạng lưới quan trắc nước hồ cần tiến hành khảo sát đặc điểm tự nhiên và kinh tế, xã hội diễn ra trên toàn lưu vực Trước hết cần thu thập những thông tin thứ cấp đã được triển khai nghiên cứu trên lưu vực gồm:

- Bản đồ địa chất-khoáng sản, bản đồ địa mạo tỉ lệ 1:50.000 kèm theo thuyết minh

- Bản đồ thổ nhưỡng tỉ lệ 1:50.000 kèm theo thuyết minh

- Bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 50.000 tờ Phú Mỹ (C-48-35-C) của Bộ TNMT

- Bản đồ quy hoạch sử dụng đất Tỉnh BRVT đến năm 2020 tỷ lệ 1: 50.000

- Bản đồ quan trắc chất lượng nước của Tỉnh BRVT tỷ lệ 1: 50.000

- Bản đồ quan trắc chất lượng nước lưu vực hồ Đá Đen của CTCP Cấp nước Tỉnh BR-VT tỷ lệ 1: 50.000

- Các tài liệu về khí tượng thủy văn: [8], [12]

- Các tài liệu về kinh tế-xã hội (các hoạt động sử dụng đất: nông nghiệp, công nghiệp) thuộc lưu vực: [12], [19]

- Các báo cáo về chất lượng môi trường nước thuộc lưu vực hồ Đá Đen thực hiện trong thời gian từ 2004 đến 2011: [15], [17], [18]

- Các thông số kỹ thuật của hồ Đá Đen: chất lượng nước, lưu lượng dòng chảy, mực nước chết [1]

- Số liệu quan trắc, đo đạc chất lượng nước thuộc lưu vực hồ Đá Đen từ năm

2004 – 2011: [11], [21]

Các tài liệu trên đã được tổng hợp, nghiên cứu trước khi tiến hành khảo sát thực địa lưu vực Những thông tin cơ bản liên quan đến nền tự nhiên, đặc điểm sử dụng đất, hiện trạng môi trường được lựa chọn cùng với kết quả khảo sát được trình bày trong mục đặc điểm môi trường tự nhiên và kinh tế xã hội lưu vực hồ Đá Đen

Những tài liệu này làm cơ sở cho việc thiết lập các vị trí quan trắc trong mạng lưới quan trắc chất lương nước hồ Đá Đen

2.2.2 Khảo sát thực địa

Khảo sát thực địa nhằm nghiên cứu các đặc điểm môi trường tự nhiên, môi trường kinh tế xã hội đang diễn ra trong lưu vực, đồng thời hiệu chỉnh, bổ sung cho những tài liệu đã được thu thập và tổng hợp Nghiên cứu thực địa chú trọng đặc biệt đến vấn đề sử dụng đất có ảnh hưởng hoặc nguy cơ gây ô nhiễm đến chất lượng nước

hồ như nước thải từ các khu công nghiệp, khu đô thị, các trang trại chăn nuôi, các hoạt động canh tác nông nghiệp ven hồ Các điểm quan trắc nước hồ Đá Đen của Công ty cấp nước BR-VT và điểm quan trắc nước của Sở Tài nguyên và Môi trường cũng được khảo sát ghi nhận

Tác giả đã thực hiện 3 đợt khảo sát từ tháng 8 đến tháng 12 năm 2011 theo các

lộ trình (hình 2.1; bảng 2.1):

- Xung quanh hồ Đá Đen

- Dọc thung lũng sông Xoài

- Dọc thung lũng suối Lúp

Tổng chiều dài các lộ trình khảo sát là 55 km với 13 điểm khảo sát

Người thành lập: Nguyễn Thị Lệ Hằng

Người kiểm tra: Hà Quang Hải

Hình 2.1 Bản đồ vị trí các điểm khảo sát

Bảng 2.1 Tọa độ các điểm khảo sát thực địa

6 DD06 Nhánh sông Gia Hợp 107 o18‟2‟‟ 10o67‟73‟‟

7 DD07 Khu TTCN Ngãi Giao 107 o22‟4‟‟ 10o64‟68‟‟

8 DD08 Thương nguồn suối Lúp 107 o22‟2‟‟ 10o66‟01‟‟

Tại các điểm khảo sát ghi nhận các thông tin sau:

- Vị trí : tọa độ điểm khảo sát (dùng GPS để định vị trí)

- Đặc điểm địa chất (địa tầng, thạch học, vỏ phong hóa), đặc điểm địa mạo (độ cao, độ dốc, độ rộng và độ sâu sông suối)

- Hiện trạng sử dụng đất bao gồm các khu công nghiệp, trại chăn nuôi, hoạt động nông lâm nghiệp (cao su, cà phê, tiêu, các cây ngắn ngày)

- Các yếu tố môi trường như khai thác đất san lấp, hình thức canh tác, các hệ thống cống thải từ khu công nghiệp, khu dân cư

- Tiến hành lấy một số mẫu nước để xác định chất lượng nước tại thới điểm khảo sát

2.2.3 Ứng dụng kỹ thuật GIS để xây dụng bản đồ và trình bày dữ liệu

2.2.3.1 Hiệu chỉnh bản đồ địa hình

Hồ Đá Đen được xây dựng năm 2004, bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 không có những thông tin chính xác về hình dáng hồ, hệ thống đập và các đường vành đai quanh hồ hầu như không có (hình 2.2) Để có được thông tin địa hình tin cậy cần phải cập nhật các dữ liệu mới hơn sau khi công trình đã hoàn thiện và đi vào hoạt động Tác giả đã sử dụng ảnh Google Earth làm nền để hiệu chỉnh (hình 2.3), bổ sung thông tin nền địa hình (ranh giới hồ, đường giao thông, đập, sông suối…) trên toàn bộ lưu vực và chi tiết cho khu vực lận cận hồ (hình 2.4) làm cơ sở thành lập các bản đồ chuyên đề trong luận văn Phần mềm hiệu chỉnh được sử dụng là MapInfo 8.5

Hình 2.2 Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000

Hình 2.3 Hồ Đá Đen trên ảnh Google

Hình 2.4 Địa hình hồ Đá Đen hiệu chỉnh theo ảnh Google

Một số thông tin về hiện trạng sử dụng đất như các khu công nghiệp, các khu

đô thị, các nông trường…trên lưu vực cũng được bổ sung từ ảnh Google Earth

2.2.3.2 Thành lập các bản đồ chuyên đề

Trên cơ sở nền bản đồ địa hình đã hiệu chỉnh, tác giả đã tiến hành xây dựng các bản đồ chuyên đề trong diện tích lưu vực dựa và tài liệu thu thập và kết quả khảo sát Các bản đồ chuyên đề trong luận văn được xây dựng trong GIS gồm:

6) Bản đồ mạng lưới quan trắc chất lượng nước hồ Đá Đen

2.2.3.3 Trình bày thông tin

Cách trình bày dữ liệu tại cơ quan tác giả hiện nay thường được trình bày ở dạng dữ liệu thuộc tính Ví dụ các số liệu quan trắc được thể hiện dưới dạng bảng, biểu đồ, đồ thị bằng phần mềm EXCEL (Bảng 2.2)

Bảng 2.2 Kết quả quan trắc chất lượng nước hồ Đá Đen năm 2011

tương ứng với từng vị trí được lưu trữ trong Browse Tables của phần mềm MapInfo nên việc trình bày thông tin rất hữu ích (xem hình 2.5) Bằng kỹ thuật GIS có thể biết được chất lượng nước nhanh theo không gian, thời gian; có thể nhận biết nhanh các nguồn gây ô nhiễm để có giải pháp khắc phục

Người thành lập: Nguyễn Thị Lệ Hằng

Người kiểm tra: Hà Quang Hải

Hình 2.5 Kết quả BOD 5 qua đợt lấy lấy mẫu 21/1/2012

Tóm lại: Mặc dầu không lớn như những hồ khác trong khu vực như hồ Dầu Tiếng, Trị An, Thác Mơ, nhưng hồ Đá Đen có vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước sinh hoạt cho thành phố Vũng Tàu - Tỉnh BRVT Hồ Đá Đen là một bộ phận của lưu vực sông, là một hệ thống mà trong đó các hợp phần tự nhiên có sự tương tác với nhau Việc nghiên cứu đặc điểm hồ Đá Đen nói chung hay chất lượng nước nói riêng phải được xem xét một cách toàn diện trên toàn bộ lưu vực (tiếp cận hệ thống)

và cách tiếp cận quản lý tài nguyên nước phải là quản lý tổng hợp Để có cơ sở xây dựng mạng quan trắc và thông báo đến người dùng một các khoa học và phù hợp với đặc điểm lưu vực tự nhiên và kinh tế, xã hội đang diễn ra trong lưu vực; cần thực hiện đồng thời các phương pháp nghiên cứu bao gồm: tham khảo, tổng hợp tài liệu; khảo sát hiện trạng lưu vực và xử lý thông tin bằng GIS

Chương 3

HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG LƯU VỰC HỒ ĐÁ ĐEN

3.1 Giới thiệu công trình hồ Đá Đen

3.1.1 Vị trí địa lý

Lòng hồ Đá Đen nằm ở phần địa hình trũng thấp của hạ nguồn hai dòng chảy chính là sông Xoài và suối Lúp, đây là những sông suối nhánh của sông Dinh Như vậy Hồ Đá Đen là hồ nhân tạo với nguồn nước cấp chính là các dòng chảy thuộc lưu vực sông Xoài và lưu vực suối Lúp hay gọi chung là lưu vực hồ Đá Đen Lưu vực hồ

Đá Đen thuộc huyện Châu Đức và Tân Thành - Thị xã Bà Rịa - Tỉnh BRVT (hình 3.1) được giới hạn trong tọa độ địa lý:

3.1.3 Chế độ thủy văn lưu vực và thông số kỹ thuật hồ chứa

Chế độ thủy văn lưu vực Đá Đen được tổng hợp trong bảng 3.1; Các thông số

kỹ thuật chủ yếu của công trình hồ chứa nước trình bày trong bảng 3.2

Bảng 3.1 Chế độ thủy văn lưu vực Đá Đen

Nguồn [1]

Bảng 3.2 Các thông số kỹ thuật của hồ chứa nước Đá Đen

7 Lưu lượng tưới (chế độ tưới luân phiên) m3/s 4,11

, Cl-, Fe, T-coliform, Fecal coliform (13 thông số) Từ năm

2011 đến nay: pH, TSS, DO, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, Fe, T-coliform, hóa chất bảo vệ thực vật, diệt cỏ (11 thông số)

- Tiêu chuẩn so sánh: Kết quả quan trắc chất lượng nước hồ Đá Đen được đánh giá theo tiêu chuẩn TCVN 5942: 1995 (loại A)/ QCVN 08:2008/BTNMT (loại

A2) – tiêu chuẩn chất lượng nước mặt dùng làm nguồn nước cấp sinh hoạt và tiêu chuẩn dành cho nước thủy lợi TCVN 6773: 2000

Người thành lập: Nguyễn Thị Lệ Hằng Người kiểm tra: Hà Quang Hải

Hình 3.2 Bản đồ các vị trí quan trắc hiện tại

Công ty Cổ phần Cấp nước Tỉnh BR-VT là cơ quan chịu trách nhiệm quan trắc chất lượng nước hồ Đá Đen theo tiêu chuẩn cấp nước từ năm 2010, cụ thể như sau:

+

) (hình 3.5)

Bảng 3.3 Chất lượng nước hồ Đá Đen từ năm 2004 – 2011 (Sở TNMT)

pH TSS Fe DO BOD5 COD Nitrit Nitrat Amoni Coliforms

Hình 3.5 Hàm lượng amoni từ năm 2004 – 2011 của hồ Đá Đen

Nguồn [21]

Dữ liệu quan trắc của Tỉnh BRVT đã đưa ra được xu hướng biến đổi chất lượng nước theo thời gian tại vị trí sử dụng nước nhưng chưa đánh giá được các tác động của nguồn ô nhiễm đến nguồn nước cấp vào hồ Phốt phát là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ, sự phát triển của tảo nhưng chưa được đưa vào quan trắc

Khác với chương trình quan trắc của Sở TNMT Tỉnh BRVT, kết quả giám sát chất lượng nước của CTCP Cấp nước tỉnh BRVT đã thể hiện được sự biến đổi chất lượng nước theo không gian, rõ rệt nhất ở dọc sông Xoài và suối Lúp

Tổng hợp các kết quả phân tích chất lượng nước do Công ty CP Cấp nước Tỉnh BR-VT thực hiện từ năm 2010 đến năm 2011 cho thấy:

- pH tại các vị trí quan trắc dao động từ 6.89 – 8.67, các vị trí khác nhau nhưng có giá trị pH không chênh lệch nhau nhiều và đều nằm trong khoảng pH phù hợp với mục đích sử dụng nước cấp sinh hoạt

- Nồng độ DO tại các vị trí theo thời gian từ năm 2010 đến nay dao động từ 6.06 – 9.39 mg/l nhưng đều đạt QCVN cho phép (> 5 mg/l)

- Nồng độ NH4+ tại cầu sông Xoài, cầu suối Lúp, đập xả tràn gần và vượt ngưỡng cho phép tại một vài đợt quan trắc, các vị trí còn lại đều phù hợp với QCVN 08:

Bảng 3.4 Chất lượng nước lưu vực từ 2010 -2011 qua chỉ tiêu amoni

đập tràn

Cầu S.Xoài

TN S.Xoài

Cầu S.Lúp

TN S.Lúp

Cầu S.Chích

Cầu S.Cơm

Cầu S.Nhạc 22/1/10 0.2 0.01 0.01 0.08 0.01 0.04 0.01 0.01 0.01 0.03 7/4/10 0.2 0.01 0.01 0.15 0.16 0.07 0.01 0.01 0.01 0.02 20/7/10 0.2 0.03 0.08 0.14 0.01 0.18 0.01 0.12 0.04 0.04 13/10/10 0.2 0.12 0.22 0.29 0.16 0.22 0.18 0.04 0.1 0.11 9/1/11 0.2 0.14 0.21 0.1 0.01 0.21 0.11 0.1 0.08 0.1 14/4/11 0.2 0.08 0.11 0.13 0.15 0.15 0.12 0.09 0.11 0.12 12/7/11 0.2 0.07 0.10 0.11 0.13 0.32 0.08 0.15 0.14 0.1 19/10/11 0.2 0.09 0.12 0.24 0.16 0.17 0.1 0.17 0.15 0.09

- Nồng độ phốt phát tại các vị trí hầu hết đều vượt ngưỡng so với quy chuẩn cho phép đối với chất lượng nước mặt (xem bảng 3.5; hình 3.7)

Bảng 3.5 Chất lượng nước lưu vực từ 2010 -2011 qua chỉ tiêu phốt phát

Đơn vị: mg/l

08:2008

Hồ thu nước

đập tràn

Cầu S.Xoài

TN S.Xoài

Cầu S.Lúp

TN S.Lúp

Cầu S.Chích

Cầu S.Cơm

Cầu S.Nhạc

22/1/2010 0.2 0.21 0.24 0.32 0.25 0.37 0.35 0.23 0.18 0.11 7/4/2010 0.2 0.23 0.22 0.43 0.24 0.35 0.37 0.19 0.17 0.17 20/7/2010 0.2 0.19 0.27 0.5 0.21 0.3 0.29 0.20 0.19 0.21

13/10/2010 0.2 0.21 0.31 0.31 0.24 0.43 0.45 0.17 0.15 0.32

9/1/2011 0.2 0.23 0.32 0.34 0.23 0.37 0.39 0.18 0.31 0.22

14/4/2011 0.2 0.19 0.25 0.39 0.28 0.29 0.32 0.21 0.23 0.18 12/7/2011 0.2 0.2 0.23 0.33 0.23 0.42 0.38 0.2 0.25 0.25