Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước các sông hồ trên địa bàn TP Hà Nội theo mô hình chỉ số chất lượng nước Water quality index WQI

Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước các sông hồ trên địa bàn TP Hà Nội theo mô hình chỉ số chất lượng nước Water quality index WQI Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước các sông hồ trên địa bàn TP Hà Nội theo mô hình chỉ số chất lượng nước Water quality index WQI luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

-

DƯƠNG ĐỨC BÌNH

NGHIÊN CỨU PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC CÁC SÔNG, HỒ TRÊN ĐỊA BÀN TP HÀ NỘI THEO MÔ HÌNH CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC

(WATER QUALITY INDEX - WQI)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

-

DƯƠNG ĐỨC BÌNH

NGHIÊN CỨU PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC CÁC SÔNG, HỒ TRÊN ĐỊA BÀN TP HÀ NỘI THEO MÔ HÌNH CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC

(WATER QUALITY INDEX - WQI)

NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS TS Lê Trình

Lời cảm ơn!

Để hoàn thành được bản luận văn này trước tiên tôi xin chân thành cám ơn PGS.TS Lê Trình, Viện Môi trường và Phát triển Bền vững đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận Tôi xin chân thành cám ơn toàn thể các Thầy Cô giáo thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - Đại học Bách Khoa Hà Nội đã truyền đạt cho tôi nhiều kiến thức bổ ích trong suốt 2 năm học qua

Tôi cũng xin chân thành cám ơn các lãnh đạo và đồng nghiệp thuộc Viện Môi trường và Phát triển Bền vững đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp

đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu của mình

Hà Nội, ngày 26/4/2009

BẢNG GIẢI THÍCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

ADB Ngân hàng phát triển Á Châu

JBIC Ngân hàng hợp tác quốc tế Nhật Bản

US EPA Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU - MỤC TIÊU, PHẠM VI, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN 6

3 MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN 6

4 Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN VĂN 7

5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN 7

5.1 Thu thập và xử lý các tài liệu, số liệu liên quan tới chất lượng nước các sông hồ trên địa bàn TP Hà Nội 8

5.2 Thu thập, tổng quan các tài liệu quốc tế và Việt Nam về phương pháp Chỉ số Chất lượng nước (WQI) trong đánh giá chất lượng nước mặt và phương pháp phân loại chất lượng nước mặt theo WQI 8

5.3 Triển khai khảo sát thực địa, thu mẫu, phân tích bổ sung các thông số chất lượng nước đặc trưng 9

5.4 Đo đạc diễn biến chất lượng nước theo chiều dài các dòng sông, kênh chính 9

5.5 Nghiên cứu cơ sở khoa học phân vùng chất lượng nước mặt ở TP Hà Nội 10

5.6 Phân vùng và xây dựng các bản đồ phân vùng chất lượng nước TP Hà Nội 11

CHƯƠNG 1 - ĐẶC ĐIỂM THỦY VĂN VÀ CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC CÁC SÔNG, HỒ CHÍNH

TRÊN ĐỊA BÀN TP HÀ NỘI

1.1 ĐẶC ĐIỂM THỦY VĂN CÁC SÔNG, HỒ CHÍNH TRÊN ĐỊA BÀN

TP HÀ NỘI 12

1.1.1 Đặc điểm thủy văn sông Hồng 14

1.1.2 Đặc điểm thủy văn sông Nhuệ 15

1.1.3 Đặc điểm thủy văn sông Cầu 16

1.1.4 Đặc điểm thủy văn sông Công 16

1.1.5 Đặc điểm thủy văn sông Cà Lồ 16

1.1.6 Đặc điểm thủy văn các sông nhỏ trong nội thành TP Hà Nội 16

1.1.7 Đặc điểm thủy văn các hồ lớn trên địa bàn TP Hà Nội 18

1.2 ĐÁNH GIÁ CÁC YẾU TỐ CÓ KHẢ NĂNG ẢNH HƯỞNG TỚI CHẤT LƯỢNG NƯỚC CÁC SÔNG HỒ TRÊN ĐỊA BÀN TP HÀ NỘI 19

1.2.1 Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các khu dân cư 20

1.2.1.1 Hiện trạng phát sinh nước thải sinh hoạt trên địa bàn TP Hà Nội 20

1.2.1.2 Dự báo lưu lượng và tải lượng ô nhiễm do nước thải sinh hoạt 26

1.2.2 Nước thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp 27

1.2.2.1 Hiện trạng phát sinh nước thải công nghiệp 27

1.2.2.2 Dự báo lưu lượng và tải lượng ô nhiễm do nước thải công nghiệp 32

1.2.3 Nước thải từ các làng nghề 35

1.2.4 Nước thải từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp 37

CHƯƠNG 2 - HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC

CÁC SÔNG, HỒ CHÍNH TRÊN ĐỊA BÀN TP HÀ NỘI

2.1 ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC CÁC SÔNG HỒ GIAI

ĐOẠN TRƯỚC NĂM 2008 39

2.1.1 Đặc điểm chất lượng nước hồ Hà Nội giai đoạn trước năm 2008 39

2.1.2 Chất lượng nước các sông nội thành của TP Hà Nội năm 2006 – 2007 40

2.1.3 Chất lượng nước sông Nhuệ năm 2006, 2007 44

2.1.4 Chất lượng nước sông Hồng các năm trước 2008 47

1.1.5 Các sông khác 48

2.2 ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC CÁC SÔNG HỒ CHÍNH TRÊN ĐỊA BÀN TP HÀ NỘI MÙA MƯA NĂM 2008 49

2.2.1 Đặc điểm chất lượng nước hồ và sông nhỏ trên địa bàn TP Hà Nội (cũ) mùa mưa 2008 49

2.2.2 Đặc điểm chất lượng nước các sông lớn trên địa bàn Hà Nội (cũ) vào mùa mưa (tháng 7 năm 2008) trên địa bàn TP Hà Nội (cũ) 56

2.2.3 Diến biến chất lượng nước sông hồ lớn theo chiều dài năm 2008 65

CHƯƠNG 3 - PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC CÁC SÔNG, HỒ CHÍNH TRÊN ĐỊA BÀN TP HÀ NỘI 3.1 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC (WQI) ĐẶC THÙ CHO TP HÀ NỘI 73

3.1.1 Tổng quan về các phương pháp tính WQI 73

3.1.1.1 Mô hì nh cơ bản của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ

(NSF-WQI) 73

3.1.1.2 Chỉ số chất lượng nước của Canada 75

3.1.1.3 Mô hình của Bhargava (Bhargava-WQI) 79

3.1.1.4 Chỉ số chất lượng nước của Malaysia 81

3.1.2 Xác định phương pháp tính chỉ số chất lượng nước (WQI) đặc thù cho TP Hà Nội 83

3.2 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN WQI CHO CÁC SÔNG HỒ CHÍNH TRÊN ĐỊA BÀN TP HÀ NỘI 88

3.3 PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC CÁC SÔNG HỒ CHÍNH TRÊN ĐỊA BÀN TP HÀ NỘI 97

3.3.1 Phương pháp phân loại và phân vùng chất lượng nước dựa vào HN-WQI 97

3.3.2 Kết quả phân vùng chất lượng nước dựa vào HN-WQI 98

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1 KẾT LUẬN 100

2 KIẾN NGHỊ 102

TÀI LIỆU THAM KHẢO 103

PHỤ LỤC 107

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Đặc điểm các hồ lớn trên địa bàn TP Hà Nội 18

Bảng 1.2: Dự báo lưu lượng nước thải sinh hoạt phát sinh trong năm 2007 theo từng quận, huyện của TP Hà Nội 20 Bảng 1.3: Tải lượng ô nhiễm trung bình trên đầu người 21 Bảng 1.4: Ước tính tải lượng và nồng độ trung bình một số chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt tại khu vực bờ phải sông Hồng 22 Bảng 1.5: Diễn biến phát triển dân số Thành phố Hà Nội từ 2004 – 2007 26 Bảng 1.6: Ước tính lưu lượng nước thải công nghiệp tại khu vực bờ phải sông Hồng 28 Bảng 1.7: Ước tính lượng nước thải công nghiệp trong khu vực bờ trái sông Hồng, sông Đuống 29 Bảng 1.8: Ước tính lượng nước thải công nghiệp trong khu vực bờ phải sông Đuống 31 Bảng 1.9: Dự báo thải lượng và tải lượng BOD phát sinh do hoạt động công nghiệp tại khu vực bờ phải sông Hồng 32 Bảng 1.10: Dự báo thải lượng và tải lượng BOD phát sinh do hoạt động công nghiệp tại khu vực bờ trái sông Hồng - sông Đuống 33 Bảng 1.11: Dự báo thải lượng và tải lượng BOD phát sinh do hoạt động công nghiệp tại khu vực bờ phải sông Đuống 34 Bảng 1.12: Danh sách các làng nghề trên địa bàn TP Hà Nội 35

Bảng 1.13 Phân loại làng nghề theo sản phẩm trên địa bàn TP Hà Nội 36 Bảng 1.14: Số lần phun và lượng thuốc đã dùng trên một số loại rau chính ở ngoại thành TP Hà Nội 38 Bảng 2.1: Giá trị các thông số chất lượng nước tại các sông nội thành Hà Nội mùa mưa 2006, 2007 40

Bảng 2.2 Hàm lượng các chất ô nhiễm các sông nội thành Hà Nội mùa khô

năm 2006, 2007 42

Bảng 2.3: Kết quả phân tích chất lượng nước sông nhỏ, hồ mùa mưa tháng 7 năm 2008 (các chỉ tiêu cảm hữu cơ quan và vi sinh) 51

Bảng 2.4: Kết quả phân tích chất lượng nước sông nhỏ, hồ mùa mưa tháng 7 năm 2008 (chỉ tiêu chất dinh dưỡng, kim loại, dầu mỡ) 53

Bảng 2.5: Kết quả phân tích chất lượng một số con sông lớn mùa mưa tháng 7 năm 2008 (các chỉ tiêu cảm quan, ô nhiễm hữu cơ và vi sinh) 57

Bảng 2.6: Kết quả phân tích chất lượng một số con sông lớn mùa mưa tháng 7 năm 2008 (chỉ tiêu chất dinh dưỡng, kim loại, dầu mỡ) 61

Bảng 2.7: Tỷ lệ phân bố mức DO trên sông, hồ Hà Nội 69

Bảng 2.8: Tỉ lệ phân bố (%) các mức giá trị pH trên sông, hồ thuộc địa phận TP Hà Nội (tháng 7/2008) 71

Bảng 2.9: Tỉ lệ phân bố (%) các mức nhiệt độ (0C) trên sông, hồ thuộc địa phận TP Hà Nội Hà Nội (tháng 7/2008) 72

Bảng 3.1: Giá trị chỉ số sử dụng trong phương pháp BC 77

Bảng 3.2: Các thông số chất lượng nước lựa chọn cho các mục đích sử dụng nước 81

Bảng 3.3: Phân loại chất lượng nước theo WQI của Malaysia 83

Bảng 3.4: Các thông số lựa chọn trong HN-WQI 84

Bảng 3.5: Trọng lượng đóng góp của các thông số trong HN-WQI 86

Bảng 3.6: Phân loại chất lượng nước theo giá trị của HN-WQI 88

Bảng 3.7: Kết quả phân tích các thông số lựa chọn vào tháng 7/2008 tại các sông, hồ trên địa bàn TP Hà Nội 89

Bảng 3.8: Giá trị WQI tại các điểm quan trắc chất lượng nước (tháng 7/2008) 93

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ mạng lưới sông ngòi trên địa bàn Thành phố Hà Nội (cũ) 13 Hình 2.1: Sơ đồ vị trí các điểm thu mẫu (tháng 7/2008) 45 Hình 2.2: Sự biến thiên của DO (mg/L), pH và nhiệt độ trên sông Hồng theo hướng xuôi dòng (7/2008) 66 Hình 2.3: Sự biến thiên của DO (mg/L), pH, và nhiệt độ trên sông Đuống theo hướng xuôi dòng (7/2008) 66 Hình 2.4: Sự biến thiên DO (mg/L), pH, và nhiệt độ trên sông Nhuệ theo hướng xuôi dòng (7/2008) 67 Hình 2.5: Sự biến thiên DO (mg/L), pH, và nhiệt độ trên sông Cà Lồ theo hướng xuôi chiều (7/2008) 67 Hình 2.6: Sơ đồ phân bố nồng độ DO trên các sông, hồ thuộc địa phận TP Hà Nội (tháng 7/2008) 68 Hình 2.7: Sơ đồ phân bố giá trị pH trên các sông, hồ thuộc địa phận TP Hà Nội đo tháng 7/2008 70 Hình 2.8: Sơ đồ phân bố nhiệt độ nước (0C) trên sông, hồ thuộc địa phận TP

Hà Nội (tháng 7/2008) 72 Hình 3.1: Các đồ thị chuyển đổi giá trị đo của các thông số lựa chọn (xi) thành chỉ số phụ (qi) trong mô hình NSF – WQI 76 Hình 3.2: Bản đồ phân vùng chất lượng nước các sông, hồ trên địa bàn TP Hà Nội theo chỉ số chất lượng nước 99

MỞ ĐẦU MỤC TIÊU, PHẠM VI, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay ở nước ta và nhiều quốc gia trên thế giới, để đánh giá chất lượng nước (CLN), ô nhiễm nước sông, kênh rạch, ao hồ, nước biển, người ta thường dựa vào việc phân tích các thông số (parameter) CLN riêng biệt, rồi so sánh từng thông số đó với giá trị giới hạn được quy định trong các tiêu chuẩn, quy chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn quốc tế Ngoài ưu điểm là đánh giá được chất lượng nước theo từng thông số, phương pháp này vẫn còn một số nhược điểm, bao gồm:

- Khó phân loại CLN cho một mục đích sử dụng nào đó, chẳng hạn, TCVN 5942-1995 quy định CLN sông (loại A - đạt tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt) và cột B (loại B - không đạt tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt, chỉ có thể dùng cho các mục đích khác) đối với oxy hoà tan (DO), chất rắn lơ lửng (SS) và tổng coliform (TC) tương ứng như sau: DO = 6 mg/L và 4 mg/L; SS = 20 mg/L và 80 mg/L; TC = 5000 MPN/100mL và 10.000 MPN/100mL Tuy nhiên trong thực tế, con sông này (hoặc đoạn sông này) đạt yêu cầu loại A về DO, nhưng không đạt loại A về SS và

TC, còn con sông khác (hoặc đoạn sông khác) đạt yêu cầu loại A về SS, nhưng không đạt loại A về DO và TC, hoặc cũng có thể đạt loại A về

DO và SS, nhưng TC không đạt cả loại A và B… Mặt khác, đối với một mục đích sử dụng, mỗi thông số có tầm quan trọng khác nhau, chẳng hạn: độ đục và TC rất quan trọng cho mục đích tiếp xúc trực tiếp (tắm, bơi lội), nhưng lại không quan trọng cho mục đích cấp nước cho nông nghiệp; nhiệt độ, độ mặn, NH4+ không quan trọng lắm với nước bãi tắm nhưng rất quan trọng với nước nuôi thủy sản v.v…Rõ ràng, trong những

trường hợp trên, rất khó kết luận CLN của một con sông (hay đoạn sông) đạt loại A hay B và CLN đạt yêu cầu cho mục đích này, nhưng lại không đạt yêu cầu cho mục đích khác Những điều đó dẫn đến rất khó phân vùng và phân loại CLN sông, khó quyết định về khả năng khai thác sông (hoặc đoạn sông) cho một hoặc một số mục đích sử dụng nào đó…

- Khi đánh giá CLN qua nhiều thông số riêng biệt, sẽ không thể nói đến diễn biến CLN tổng quát của một con sông (hay đoạn sông) và do vậy, khó so sánh CLN từng vùng của một con sông, so sánh CLN sông này với sông khác, CLN thời gian này với thời gian khác (theo tháng, mùa), CLN hiện tại so với tương lai… Như vậy, sẽ khó khăn cho công tác giám sát diễn biến CLN, khó đánh giá hiệu quả đầu tư để bảo vệ nguồn nước

và kiểm soát ô nhiễm nước… Mặt khác, khi đánh giá qua các thông số CLN riêng biệt, chỉ các nhà khoa học hoặc nhà chuyên môn mới hiểu được và như vậy, khó thông tin về CLN cho cộng đồng và các cơ quan quản lý Nhà nước, các nhà lãnh đạo để ra các quyết định phù hợp về bảo

vệ và khai thác nguồn nước…

Để khắc phục những nhược điểm trên, cần phải có một hoặc một hệ

WQI là một chỉ số được tính toán từ nhiều thông số CLN riêng biệt theo một phương pháp xác định (hay theo một công thức toán học xác định)

số liệu, thông tin về môi trường nhằm đơn giản hóa các thông tin này để cung cấp cho các cơ quan quản lý

Mô hình WQI được đề xuất và áp dụng đầu tiên ở Mỹ vào những năm

1965 – 1970[22-24] và đang được áp dụng rộng rãi ở nhiều bang của Mỹ[25 - 27] Hiện nay, nhiều mô hình WQI đã được triển khai nghiên cứu áp dụng ở nhiều quốc gia Ấn Độ, Canada[28-35], Anh, Đài loan, Úc, Malaixia, Thái Lan,

WQI được xem là một công cụ hữu hiệu đối với các nhà quản lý môi trường trong giám sát CLN, quản lý nguồn nước, đánh giá hiệu quả bảo vệ môi trường, kiểm soát ô nhiễm nước, cung cấp thông tin ô nhiễm nước cho cộng đồng và các nhà hoạch định chính sách Với WQI, dễ áp dụng tin học để quản

lý CLN và bản đồ hóa CLN (chẳng hạn, màu hóa CLN theo các thang điểm xác định)

WQI cùng với Chỉ số chất lượng không khí (AQI), Chỉ số đa dạng sinh học (BDI) là những bộ phận hợp thành của Chỉ số Chất lượng Môi trường (EQI) EQI cho phép đánh giá định lượng về chất lượng môi trường của một

hệ sinh thái hay một vùng địa lý xác định

Ngoài WQI, trên thế giới và ở nước ta, nhiều viện nghiên cứu và nhà khoa học còn tiếp cận sử dụng chỉ số sinh học (Bioindex - BI) để đánh giá CLN (các phiêu sinh, thực vật, phiêu sinh động vật, động vật đáy, động vật bám…) Song, việc lấy mẫu, xác định thành phần loài và mật độ của các loài sinh vật thường khó khăn hơn nhiều và khó chuẩn hóa so với lấy mẫu và phân tích các thông số CLN về mặt hóa – lý Do vậy xu thế sử dụng WQI về hóa –

lý đang được nhiều quốc gia trên thế giới áp dụng

Từ những năm 70 đến nay, trên thế giới đã có hàng trăm công trình nghiên cứu phát triển và áp dụng mô hình WQI cho quốc gia hay địa phương mình theo một trong 3 hướng:

(i) Áp dụng một mô hình WQI có sẵn vào quốc gia / địa phương mình; (ii) Áp dụng có cải tiến một mô hình WQI có sẵn vào quốc gia / địa phương mình;

(iii) Nghiên cứu phát triển một mô hình WQI mới cho quốc gia / địa phương mình

Xu thế (i) và (ii) ít tốn kém về nhân lực, thời gian và tài chính, nên phù hợp với các quốc gia đang phát triển Hiện nay trên thế giới, có trên 30 loại WQI đang được sử dụng Đặc biệt, tại Hoa Kỳ, Canada…, WQI được công bố hàng tháng đối với nhiều dòng sông ở từng bang, giúp cho việc quản lý và sử dụng nước rất tiện lợi

Ở Việt Nam, lần đầu tiên phương pháp phân loại chất lượng nước theo các thông số đặc trưng chọn lọc cho từng lưu vực đã được Lê Trình đề xuất

trong đề tài "Nghiên cứu xây dựng tập Atlas môi trường TP.Hồ Chí Minh"

(1990 - 1991) (chủ nhiệm: Hồng Hải Vý)[8] Phương pháp phân loại chất lượng nước này đã được tác giả cải tiến và áp dụng cho toàn lưu vực Đồng Nai - Sài Gòn (1996, 1998, 2004) trong nhiều đề tài cấp Nhà nước Tập Atlas

về phân vùng chất lượng nước khái quát cho lưu vực Đồng Nai - Sài Gòn cũng đã được xây dựng (1998), theo đó chất lượng nước trong toàn lưư vực được chia thành 5 loại: chưa ô nhiễm, ô nhiễm nhẹ, ô nhiễm trung bình, ô nhiễm nặng, ô nhiễm rất nặng Phân bố các loại nước đã được thể hiện trên bản đồ số hóa Tuy nhiên, do số điểm quan trắc mỏng, tần suất thấp nên việc phân vùng chất lượng nước toàn lưu vực Đồng Nai – Sài Gòn còn sơ lược, hệ thống phân loại chất lượng nước chưa áp dụng phương pháp tính WQI và chưa lập phần mềm để tính toán

Gần đây trong đề tài "Nghiên cứu đánh giá chất lượng nước mặt trên

cơ sở chỉ số chất lượng nước ở một số vùng tỉnh Quảng Trị”, Nguyễn Văn

Hợp và CTV đã đề xuất một số hệ thống WQI và thực hiện phân loại, phân vùng chất lượng nước cho các sông ở tỉnh Quảng Trị (2005) và Thừa Thiên Huế (2006)[10] Các tác giả đã ứng dụng mô hình WQI do Bhargara (Ấn Độ)

đề xuất năm 1983

Năm 2007, Lê Trình và CTV (Viện Môi trường và Phát triển Bền

vững) trong đề tài “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước theo các chỉ số chất lượng nước (WQI) và đánh giá khả năng sử dụng các nguồn nước sông, kênh rạch ở vùng Tp Hồ Chí Minh” (đề tài của Sở Khoa học và Công nghệ TP

Hồ Chí Minh) đã ứng dụng và cải tiến các mô hình WQI của Quỹ vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ, của Ấn độ (Bhargara) để thực hiện phân vùng chất lượng nước và đánh giá khả năng sử dụng nước các sông, kênh rạch trên địa bàn TP

Hồ Chí Minh[12]

Phân loại, phân vùng chất lượng nước về mặt thủy sinh (phiêu sinh động vật, phiêu sinh thực vật và động vật đáy) đã được Nguyễn Văn Tuyên, Phạm Văn Miên thực hiện ở TP.Hồ Chí Minh từ 1990 – 1991 Bản đồ phân vùng chất lượng nước (sơ bộ) về thủy sinh đã được các tác giả xây dựng Gần đây nhất (2005), Phạm Văn Miên, Lê Trình và CTV (Viện Môi trường và Phát triển Bền vững) trong đề tài khoa học công nghệ của TP Hồ Chí Minh

đã nghiên cứu hệ thống hóa và lựa chọn các loài thủy sinh làm chỉ thị sinh học phục vụ đánh giá ô nhiễm nước và phân vùng chất lượng nước sông kênh rạch[11] Ngoài ra một số tác giả khác (Phạm Văn Đức và CTV) cũng đã nghiên cứu các chỉ thị sinh học trong phân vùng chất lượng nước trong lưu vực Đồng Nai – Sài Gòn

Năm 2008 – 2009, lần đầu tiên tại khu vực miền Bắc, Lê Trình và CTV (trong đó có tác giả Luận văn này) trong đề tài khoa học công nghệ của TP Hà

Nội “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước các sông, hồ trên địa bàn TP

Hà Nội theo mô hình chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index – WQI)”

đang triển khai nghiên cứu áp dụng mô hình WQI để thực hiện phân vùng

chất lượng nước và đánh giá khả năng sử dụng nước các sông hồ trên địa bàn

TP Hà Nội[17] Được sự đồng ý của Chủ trì đề tài này là PGS TS Lê Trình, tác giả Luận văn đã sử dụng các số liệu quan trắc chất lượng nước các sông

hồ trên địa bàn TP Hà Nội vào mùa mưa năm 2008 (tháng 7/2008) trong khuôn khổ Đề tài cũng như các nghiên cứu liên quan để thực hiện các nghiên cứu của Luận văn

Cùng với việc gia tăng liên tục các nguồn ô nhiễm do quá trình công nghiệp hoá, đô thị hoá và những thay đổi chế độ thủy văn theo mùa của các sông hồ sẽ kéo theo chất lượng nước các thủy vực cũng thay đổi theo nên việc phân vùng chất lượng nước thường thay đổi theo các thời điểm trong năm và giữa các năm (thậm chí giữa các ngày) Do đó, bản đồ phân vùng chất lượng nước tổng hợp hoặc phục vụ cho các mục đích sử dụng cần được cập nhật theo thời gian Tuy nhiên, khi đã có hệ thống phân loại theo WQI và số liệu

về chất lượng nước từ mạng lưới quan trắc của thành phố hoặc các lưu vực sông Nhuệ - Đáy, Cầu, được cập nhật hàng quý, hàng năm việc cập nhật phân loại và phân vùng chất lượng nước sẽ được thực hiện dễ dàng

2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN

Luận văn “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước các sông, hồ trên địa bàn TP Hà Nội theo phương pháp chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index - WQI)” sẽ tập trung phân vùng chất lượng nước các sông, hồ trong phạm vi địa giới hành chính của TP Hà Nội trước khi sát nhập thêm địa giới hành chính của tỉnh Hà Tây, huyện Mê Linh – tỉnh Vĩnh Phúc và 4 xã Đông Xuân, Tiến Xuân, Yên Bình và Yên Trung của huyện Lương Sơn – tỉnh Hòa Bình (gọi tắt là TP Hà Nội)1

(*) Thời điểm được Luận văn lựa chọn để tính toán WQI và phân vùng chất lượng nước các sông hồ trên địa bàn thành phố là mùa mưa năm 2008 (tháng 7/2008)

3 MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN

Luận văn có 3 mục tiêu chính như sau:

- Mục tiêu 1: Xác lập cơ sở khoa học để phân loại chất lượng nước các sông, kênh ở TP Hà Nội theo chỉ số chất lượng nước (WQI) có tính khả thi, dễ áp dụng

- Mục tiêu 2: Thực hiện phân vùng chất lượng nước các sông, rạch khu vực TP Hà Nội theo mô hình WQI đã lập có cơ sở khoa học và thực tế

4 Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN VĂN

Ý nghĩa khoa học của luận văn thạc sỹ này bao gồm:

- Luân văn đã xây dựng được một phương pháp đánh giá tổng quát chất lượng nước các sông hồ của TP Hà Nội có tính khoa học, dễ hiểu và có khả năng áp dụng vào thực tế Từ các kết quả đánh giá chất lượng nước các sông hồ trên địa bàn TP Hà Nội, luận văn đã đề xuất phân vùng chất lượng nước các sông hồ này theo các mức chất lượng khác nhau Điều này sẽ góp phần cung cấp cho các cơ quan quản lý nhà nước, các

tổ chức khoa học, người dân, một cái nhìn tổng thể về chất lượng nước của các thủy vực trên địa bàn thành phố

- Luận văn cũng đề xuất và đánh giá được mức độ phù hợp của các vùng nước trên địa bàn TP Hà Nội cho các mục đích sử dụng khác nhau như cấp nước sinh hoạt, nuôi trồng thủy sản, cấp nước cho thủy lợi, Điều này sẽ đóng góp thêm một cơ sở khoa học giúp các nhà quản lý xây dựng được kế hoạch sử dụng và bảo vệ các nguồn nước mặt trên địa bàn TP Hà Nội

5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN

Để đạt 3 mục tiêu trên, Luận văn đã triển khai các nội dung sau

5 1 Thu thập và xử lý các tài liệu, số liệu liên quan tới chất lượng nước các sông hồ trên địa bàn TP Hà Nội

- Thu thập, xử lý tài liệu, số liệu các dự án, đề tài cấp Nhà nước, Cấp TP, Hợp tác quốc tế đã thực hiện trên địa bàn TP Hà Nội, lưu vực sông Nhuệ - Đáy, lưu vực sông Cầu về quan trắc chất lượng nước và ô nhiễm nước mặt; các dự án về xây dựng các tiêu chuẩn nước mặt, nước thải đặc thù cho thành phố Hà Nội do Lê Trình chủ trì; số liệu quan trắc hàng năm của Sở TNMT và Nhà đất TP Hà Nội, của Cục Bảo vệ môi trường (cũ), Các số liệu từ các đề tài, dự án, trên là cơ sở số liệu nền để định hướng khảo sát, phân tích bổ sung về chất lượng nước phục

vụ lựa chọn thông số để tính toán WQI và phân vùng chất lượng nước các sông hồ trên địa bàn TP Hà Nội

- Thu thập, xử lý các số liệu về các nguồn thải chính trên địa bàn TP Hà Nội để đánh giá dự báo về lưu lượng và tải lượng ô nhiễm có khả năng đưa vào thủy vực Các tài liệu chính: quy hoạch phát triển KT-XH của

TP Hà Nội, các đề tài, dự án liên quan (bao gồm cả các dự án do các tổ chức quốc tế như JICA, JBIC, WB tài trợ)

5.2 Thu thập, tổng quan các tài liệu quốc tế và Việt Nam về phương pháp C hỉ số Chất lượng nước (WQI) trong đánh giá chất lượng nước mặt và phương pháp phân loại chất lượng nước mặt theo WQI

Các tài liệu chính đã được sử dụng để xây dựng về phương pháp luận của

đề tài là:

- Các tài liệu của Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (US EPA), Quỹ

Vệ sinh Quốc gia (National Sanitation Foundation - NSF) Hoa Kỳ và các bang của Hoa Kỳ về WQI và phân loại chất lượng nước

- Các tài liệu của Bộ Môi trường Canada, Cơ quan Môi trường các bang British Columbia, Nova Scotia, New Foundland (Canada) về phương pháp và áp dụng WQI

- Các tài liệu của Ấn độ về về phương pháp và áp dụng WQI

- Các công trình nghiên cứu về phân loại và phân vùng chất lượng nước trên địa bàn TP Hồ Chí Minh (do Lê Trình chủ trì), Thừa Thiên – Huế, Quảng Trị (do Nguyễn Văn Hợp chủ trì)

5.3 Triển khai khảo sát thực địa, thu mẫu, phân tích bổ sung các thông

số chất lượng nước đặc trưng

Trong khuôn khổ Đề tài khoa học công nghệ của TP Hà Nội “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước các sông, hồ trên địa bàn TP Hà Nội theo phương pháp chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index - WQI)” do Viện

Môi trường và Phát triển Bền vững chủ trì (chủ nhiệm: Lê Trình), tác giả Luận văn đã tham gia khảo sát tại 66 điểm chọn lọc ở các sông, hồ chính vào thời điểm mùa mưa năm 2008 (tháng 7/2008)

5.4 Đo đạc diễn biến chất lượng nước theo chiều dài các dòng sông, kênh chính

Việc quan trắc chất lượng nước tại từng điểm như trên chỉ cho thấy chất lượng nước, ô nhiễm nước ở các điểm đó mà không cho biết diễn biến chất lượng nước trên suốt chiều dài sông Do vậy việc đo đạc, phân tích diễn biến liên tục chất lượng nước theo chiều dài của các dòng sông sẽ góp phần xác định rõ chất lượng nước tại từng đoạn sông

Trong khuôn khổ đề tài “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước các sông, hồ trên địa bàn TP Hà Nội theo phương pháp chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index - WQI)”, tác giả Luận văn đã tham gia xác định diễn biến liên tục các thông số: pH, độ dẫn điện, ôxy hoà tan, thế oxy hóa khử và

nhiệt độ theo chiều dài các sông chảy qua địa bàn TP Hà Nội (sông Hồng,

sông Đuống, sông Cầu, sông Cà Lồ, sông Nhuệ) Hệ thống thiết bị đo liên tục chất lượng nước được GS.TS Lê Quốc Hùng (Viện Hóa học – Viện Khoa học

và Công nghệ Việt Nam, công tác viên của Viện Môi trường và Phát triển Bền vững) phát triển dựa trên việc tích hợp các máy phân tích chất lượng nước thực địa, máy tính và máy định vị vệ tinh

Kết quả đo đạc phân tích diễn biến liên tục chất lượng nước theo chiều dài dòng sông cũng là cơ sở để điều chỉnh việc phân vùng chất lượng nước theo các mô hình WQI

5.5 Nghiên cứu cơ sở khoa học phân vùng chất lượng nước mặt ở TP Hà Nội

Để lập cơ sở khoa học (trực tiếp và gián tiếp) cho việc phân loại, phân vùng chất lượng nước (CLN), tác giả Luận văn đã thu thập từ các tài liệu, số liệu liên quan từ các các cơ quan quản lý nhà nước, cơ quan nghiên cứu khoa học công nghệ về hiện trạng chất lượng nước, hiện trạng KT – XH và quy hoạch phát triển KT-XH của TP Hà Nội Các tài liệu về quy hoạch phát triển

đô thị, khu công nghiệp, cụm công nghiệp, dân số của thành phố là căn cứ để tính toán dự báo về sự gia tăng về lưu lượng các loại nước thải, tải lượng ô nhiễm Từ các số liệu thu thập được Luận văn đã tiến hành:

- Đánh giá đặc điểm thủy văn các sông, hồ ở TP Hà Nội;

- Xác định hiện trạng và dự báo lưu lượng và tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp đưa vào sông, hồ ở TP Hà Nội;

- Đánh giá đặc điểm hiện trạng chất lượng nước các sông, hồ ở TP Hà Nội trong giai đoạn trước năm 2008 và vào mùa mưa năm 2008;

- Lựa chọn phương pháp tính WQI phù hợp cho TP Hà Nội;

- Lựa chọn các thông số chất lượng nước đặc trưng để đưa vào hệ thống tính WQI phục vụ cho phân vùng CLN các sông hồ trên địa bàn TP

Từ các kết quả tính toán WQI này và dựa trên tiêu chí xây dựng bản đồ phân vùng, Luận văn đã thực hiện lập bản đồ phân vùng chất lượng nước các sông hồ trên địa bàn TP Hà Nội

Dựa vào kết quả sơ bộ về phân phùng chất lượng nước đã nêu ở trên, kết hợp với kết quả đo đạc liên tục diễn biến các thông số chất lượng nước theo chiều dài các sông, hồ chính, Luận văn đã thực hiện điều chỉnh lại phân vùng chất lượng nước sông hồ của TP Hà Nội

CHƯƠNG 1

ĐẶC ĐIỂM THỦY VĂN VÀ CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN

ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC CÁC SÔNG, HỒ

CHÍNH TRÊN ĐỊA BÀN TP HÀ NỘI

1.1 ĐẶC ĐIỂM THỦY VĂN CÁC SÔNG, HỒ CHÍNH TRÊN ĐỊA BÀN

TP HÀ NỘI

Hà Nội có mạng lưới sông ngòi khá dày đặc (khoảng 0,5 km/km2) thuộc hai hệ thống sông chính là sông Hồng và sông Thái Bình Đoạn sông Hồng qua Hà Nội dài 54 km với các nhánh nhỏ trên địa phận Hà Nội là sông Đáy, sông Nhuệ, sông Tích, sông Cầu và sông Đuống Trong khu vực nội thành còn có các sông nhỏ là Tô Lịch, Kim Ngưu, Lừ, Sét Hệ thống sông Thái Bình trên địa phận thành phố có các nhánh sông Công, sông Cà Lồ, sông

Cà Lài Sơ đồ mạng lưới sông ngòi của TP Hà Nội được thể hiện trên Hình

1.1 Đặc điểm thủy văn của các sông hồ chính trên địa bàn TP Hà Nội được trình bày dưới đây

1.1.1 Đặc điểm thủy văn sông Hồng

Sông Hồng[37] là con sông lớn nhất miền Bắc Việt Nam Hệ thống sông Hồng bao gồm 3 con sông là sông Đà, sông Thao, sông Lô gặp nhau tại Việt Trì, Phú Thọ tạo thành sông Hồng ở hạ lưu

Nhìn chung mực nước sông Hồng tại Hà Nội dao động rất lớn theo mùa Vào mùa mưa, đặc biệt là từ tháng 7 đến tháng 9, mực nước sông dâng cao, có thể đạt 14m Vào mùa khô, mực nước sông tương đối thấp, có thể xuống chỉ còn 2m và thường xuất hiện vào tháng 3, tháng 4

Lưu lượng dòng chảy trung bình của sông Hồng hàng năm đo được của trạm Sơn Tây là 118 tỷ m3 tương ứng với lưu lượng là 3.740 m3/s Khoảng 80% lưu lượng của sông tập trung vào mùa lũ, mùa kéo dài từ tháng 6 tới tháng 10 Lưu lượng dòng chảy năm dao động rất ít giữa các năm Tổng lưu lượng nước trong những năm nhiều mưa chỉ lớn hơn khoảng 2-3 lần tổng lưu lượng nước trong những năm ít mưa

Hình 1.1: Sơ đồ mạng lưới sông ngòi trên địa bàn Thành phố Hà Nội

Lưu lượng sông Hồng vào mùa khô (từ tháng 11 tới tháng 5 năm sau) tương đối thấp, chiếm khoảng 22-30% tổng lưu lượng năm và chủ yếu được cung cấp từ nguồn nước ngầm

Tại đoạn chảy qua địa phân TP Hà Nội, lưu lượng cực đại xảy ra vào các tháng 8 và cực tiểu vào tháng 5 Lưu lượng cực đại và lưu lượng cực tiểu của sông Hồng (đoạn chảy qua địa phận Hà Nội) lần lượt là 22.200 m3/s và 350m3/s (chênh lệch nhau 63 lần) Lưu lượng dòng chảy trung bình của sông Hồng (đoạn chạy qua TP Hà Nội) là 2.710 m3/s, dòng chảy cực đại là 12.100m3/s Trung bình hàng năm lượng nước trung bình của sông Hồng chảy qua Trạm Hà Nội là 85.462,56.106 m3 [37]

1.1.2 Đặc điểm thủy văn sông Nhuệ

Sông Nhuệ là một con sông nhỏ dài khoảng 76 km, chảy theo hướng Bắc Tây Bắc-Nam Đông Nam qua địa phận thành phố Hà Nội và các tỉnh Hà Tây, Hà Nam Đây là con sông tiêu thoát nước cho Hà Nội và Hà Đông Lưu lượng nước của sông Nhuệ được khống chế bởi cửa cống Liên Mạc với lưu lượng lớn nhất vào khoảng 70 – 80 m3/s Lưu lượng trung bình mùa khô của sông Nhuệ tại Hà Đông khoảng 26 m3/s Điểm bắt đầu của sông là cống Liên Mạc, lấy nước từ sông Hồng trong địa phận huyện Từ Liêm (thành phố Hà Nội) và điểm kết thúc là cống Phủ Lý khi hợp lưu với sông Đáy gần thị xã Phủ Lý (tỉnh Hà Nam) Diện tích lưu vực khoảng 1.075 km² (phần bị các đê bao bọc) Ngoài ra, nối sông Đáy với sông Nhuệ còn có các sông nhỏ như sông La Khê dài 6,8 km (qua thành phố Hà Đông), sông Vân Đình dài 11,8

km (nối sông Nhuệ với sông Đáy), sông Duy Tiên dài 21km, sông Ngoại Độ v.v Các sông này tạo thành một mạng lưới tưới tiêu tự chảy hoàn chỉnh với tổng chiều dài khoảng 113,6 km [4]

Về mùa lũ lưu vực sông Nhuệ - Đáy chủ yếu do lũ nội động của các sông Tích, sông Hà Thanh quyết định và lòng sông Đáy đanh có xu thế bồi

dần và nước lũ sông Hồng tại Sơn Tây và Hà Nội đều tăng cao, nước chuyển qua sông Đào Nam Định dồn ngược lên gây ra úng ngập nghiêm trọng trong

hệ thống

Về mùa cạn sông Hồng là nguồn cung cấp chính lượng nước tưới cho lưu vực sông Nhuệ - Đáy qua công Liên Mạc và các trạm bơm như Hồng Vân, Đan Hoài, … Ngoài ra một số trạm bơm lấy nước từ sông Đáy cấp nước cho khu vực nhỏ ven đê

1.1.3 Đặc điểm thủy văn sông Cầu

Sông Cầu [1,3] là dòng lớn của hệ thống sông Thái Bình, bắt nguồn từ vùng núi PhiaĐeng (cao 1527m) sườn đông nam của dãy Pia-Bi-óc/Bắc Kạn, Cao Bằng Dòng chính sông Cầu, dài 288 km, chảy qua các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh rồi đổ vào sông Thái Bình tại Phả Lại Lưu vực sông Cầu bao gồm gần như toàn bộ các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên và một phần các tỉnh Bắc Ninh, Bắc Giang, Vĩnh Phúc, 2 huyện của Hà Nội (huyện Đông Anh, Sóc Sơn) và tỉnh có liên quan là Hải Dương Nhìn chung địa hình lưu vực sông Cầu thấp dần theo hướng Tây Bắc - Đông Nam và có thể chia ra làm 3 vùng: miền núi, trung du, đồng bằng Mạng lưới sông suối trong lưu vực sông Cầu tương đối phát triển Các nhánh sông chính phân bố tương đối đều dọc theo dòng chính, nhưng các sông nhánh tương đối lớn đều nằm ở phía hữu ngạn lưu vực, như các sông Chợ Chu, Đu, Công, Cà Lồ Trên toàn lưu vực sông Cầu có 68 sông suối có độ dài từ 10 km trở lên Tổng lượng nước trên lưu vực sông Cầu khoảng 4,5 tỷ m3/năm, trong đó đóng góp của sông Công, sông

Cà Lồ là khoảng 0,9 tỷ m3/năm Mùa lũ thường bắt đầu từ tháng 6 đến tháng

10 Lưu lượng dòng chảy trong mùa lũ không vượt quá 75% lưu lượng nước cả năm Mùa kiệt dài từ 7 đến 8 tháng, chiếm khoảng 18-25% lượng dòng chảy cả năm, ba tháng kiệt nhất (các tháng 1, 2, 3) dòng chảy chỉ chiếm 5,6-7,8%

1.1.4 Đặc điểm thủy văn sông Công

Sông Công[1,3] là phụ lưu cấp I lớn nhất của sông Cầu, bắt nguồn từ núi Hồng, phía Đông Bắc dãy Tam Đảo Chiều dài sông Công vào khoảng 96km ứng với diện tích lưu vực là 951km2 Sông Công chảy theo hướng Đông Bắc – Tây Nam và hợp lưu với sông Cầu tại Hương Ninh Lưu vực sông Công có mật độ sông suối phát triển dày (khoảng 1,2 km/km2) Nằm trong vùng có lượng mưa lớn nhất lưu vực sông Cầu nên modul dòng chảy năm của sông Công tương đối lớn, khoảng 26 l/s/km2

Từ năm 1978, hồ chứa Núi Cốc trên sông Công bắt đầu đi vào hoạt động Hồ chứa núi Cốc có dung tích 175.106 m3, cung cấp nước tưới và bổ sung nước cho hạ lưu sông Cầu, cấp nước sinh hoạt, sản xuất cho TP Thái Nguyên, thị xã sông Công, Do đó hạ lưu sông Công hoàn toàn mất nguồn nước từ thượng lưu và trung lưu, dòng sông bị cạn kiện

1.1.5 Đặc điểm thủy văn sông Cà Lồ

Sông Cà Lồ[1,3] bắt nguồn từ sườn Tây Bắc của dãy Tam Đảo, chảy qua vùng đồng bằng Vĩnh Phúc rồi đổ vào sông Cầu tại Lương Phú Sông Cà Lồ dài 89 km, độ cao trung bình lưu vực là 87m, độ dốc 4.7%, mật độ lưới sông

là 0,73km/km2, diện tích lưu vực là 88 km2 Lưu lượng trung bình năm của sông Cà Lồ vào khoảng 19,1 – 36,2 m3/s Lưu lượng hàng năm lớn nhất vào khoảng 90 – 220 m3/s và nhỏ nhất vào khoảng 0,2 – 3,2 m3/s

1.1.6 Đặc điểm thủy văn các sông nhỏ trong nội thành TP Hà Nội

- 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, quận Cầu Giấy, Ba Đình, Thanh Xuân, Thanh Trì qua đập Thanh Liệt và đổ vào sông Nhuệ và hồ điều hòa Yên Sở Đoạn cuối sông Tô Lịch đảm nhận toàn bộ nước thải của thành phố

- Sông Lừ: dài khoảng 10 km, lòng sông rộng từ 10 đến 20 m, chảy qua

địa bàn các phường Nam Đồng, Trung Tự, Kim Liên, Khương Thượng, Phương Mai, Phương Liên (quận Đống Đa) Đến Phương Liên, sông Lừ chia làm hai, một rẽ sang phía Đông tời Giáp Bát và hội lưu với sông Sét, một chảy tiếp về phía Nam qua Định Công và hội lưu với sông Tô Lịch tại phía Bắc khu đô thị Linh Đàm gần cầu Dậu, phường Đại Kim, quận Hoàng Mai Nhánh hội lưu với Tô Lịch càng gần đến chỗ hội lưu thì dòng chảy càng thu hẹp lại Từ khi thực hiện dự án cải tạo hệ thống thoát nước ở Hà Nội vào cuối thập niên 1990 đầu thập niên 2000, người

ta đã nắn dòng cho phần lớn lượng nước sông Lừ đổ vào sông Sét rồi vào hồ điều hòa Yên Sở

- 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 Ngưu ở Giáp Nhị Từ đầu năm

2003, sông Sét được nạo vét và cống hóa với sự hỗ trợ của chính phủ Nhật Bản trong dự án thoát nước, cải thiện môi trường Hà Nội giai đoạn 1 (1997-2005) Hiện nay đoạn phía Bắc của sông chảy qua khu vực các trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Đại học Xây dựng Hà Nội

và Đại học Kinh tế Quốc dân đến phố Đại La đã được cống hóa (kè bờ

và làm nắp bê tông trên mặt sông thành đường Trần Đại Nghĩa) Đoạn

từ phố Đại La đến hồ Yên Sở được kè bờ, nạo vét, làm đường và trồng cây hai bên bờ

- Sông Kim Ngưu: dài 11,8 km, rộng 20 - 30m, sâu 3 – 4 m, bắt nguồn từ

điểm xả cống Lò Đúc, gặp sông Tô Lịch tại Thanh Liệt.Đoạn sông Kim Ngưu từ Đông Mác tới Yên Sở còn rộng, được kè bờ, làm hàng rào từ cuối thập niên 1990, để chống lấn chiếm Ngoài kè bờ, người ta còn tích cực nạo vét đoạn sông ở đây để tăng cường khả năng thoát nước và nắn dòng chảy của sông tại Yên Sở để cho hai phần ba lượng nước của

Kim Ngưu đổ vào hồ điều hòa Yên Sở Một phần ba lượng nước còn lại theo đoạn từ Yên Sở tới Văn Điển mà đổ vào Tô Lịch Đoạn cuối cùng này không được cải tạo, lượng nước lại còn ít, và bị lấn chiếm và đổ phế thải xuống lòng sông, nên đang mất dần

Lưu lượng trung bình các sông nội thành thuờng nhỏ trung bình khoảng 5-10m3/s và lưu tốc trung bình < 1m/s

1.1.7 Đặc điểm thủy văn các hồ lớn trên địa bàn TP Hà Nội

Hà Nội là địa phương có mật độ hồ đầm tự nhiên cao nhất Việt Nam với tổng số 111 hồ, ao tương ứng với diện tích 3.600 ha Trong đó, khu vực nội thành của Thành phố có 17 hồ với diện tích khoảng 146,2 ha, bao gồm một số hồ lớn là Hồ Tây, Bảy Mẫu, Trúc Bạch, Hoàn Kiếm, Thiền Quang, Thủ Lệ, Văn Chương, Giảng Võ, Ngọc Khánh, Thành Công

Các hồ, ao trên địa bàn Thành phố vừa có giá trị điều tiết khí hậu, cảnh quan, du lịch, cung cấp nước cho thủy lợi lại là nơi tiếp nhận, thoát và xử lý nước thải Trong khu vực nội thành, các hồ và mương hở nối với nhau thành

hệ thống, thực hiện chức năng chính là thoát nước đô thị Do vậy, nguồn bổ cập nước chính cho các hồ trong khu vực nội thành là nước mưa (về mùa mưa), nước thải (về mùa khô) và nước ngầm mạch ngang (đối với các hồ sâu)

Đặc điểm thủy văn của các hồ lớn trên địa bàn TP Hà Nội được trình bày trong Bảng 1.1

Bảng 1.1: Đặc điểm các hồ lớn trên địa bàn TP Hà Nội

TT Tên hồ Diện tích (ha) Chiều sâu hồ trung bình (m)

- Nước thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp

- Nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư

- Nước thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp

Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố trên tới chất lượng nước các thủy vực trên địa bàn TP Hà Nội được đánh giá như dưới đây

1.2.1 Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các khu dân cư

1.2.1.1 Hiện trạng phát sinh nước thải sinh hoạt trên địa bàn TP Hà Nội

Theo nghiên cứu của JICA vào năm 1997[20] và năm 2000[5,21], lượng nước cấp trung bình cho mỗi người (giai đoạn 2005 - 2010) tại khu vực đô thị

là 160 lít/người/ngày và tại khu vực nông thôn là 80 lít/người/ngày Lượng nước thải sinh hoạt phát sinh bằng 80% lượng nước cấp

Căn cứ theo số liệu thống kê về dân số trong Niên giám Thống kê Hà Nội năm 2007[6], lưu lượng nước thải phát sinh theo từng quận, huyện của TP

Hà Nội được ước tính như trong Bảng 1.2

B ảng 1.2: Dự báo lưu lượng nước thải sinh hoạt phát sinh trong năm 2007 theo từng quận, huyện của TP Hà Nội

TT Qu ận/huyện Di (km ện tích 2

)

Dân s ố (1.000 người)

Lưu lượng nước thải (m 3 /ngày đêm)

Tổng nội thành 178,78 2136,5 273.469

10 Huyện Sóc Sơn 306,51 277,6 35.532

11 Huyện Đông Anh 182,30 316,1 40.460

12 Huyện Gia Lâm 114,79 224,2 28.697

Như vậy, với tổng số dân của TP Hà Nội tính đến hết năm 2007 là 3.444.800 người thì lưu lượng nước thải sinh hoạt phát sinh trên toàn địa bàn thành phố ước tính vào khoảng 440.934 m3/ngày đêm, trong đó lượng nước thải phát sinh từ các quận nội thành là 273.469 m3/ngày đêm và khu vực ngoại thành là 167.460 m3/ngày Lượng nước thải sinh hoạt từ các quận nội thành chiếm tới 75,8% tổng lượng nước thải phát sinh của toàn thành phố Nếu tính trên đơn vị diện tích thì lượng nước thải trung bình phát sinh tại các quận nội thành vào khoảng 1.529 m3/km2/ngày đêm và tại các huyện ngoại thành là 225,6 m3/km2/ngày đêm

Theo phương pháp đánh giá nhanh của WHO, tải lượng trung bình các

chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt được ước tính như trong Bảng 1.3

Nhìn chung, đặc trưng của nước thải sinh hoạt là có chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ (thông qua chỉ số BOD), các chất dinh dưỡng (thông qua chỉ số tổng N, P ) và vi khuẩn coliform

Bảng 1.3: Tải lượng ô nhiễm trung bình trên đầu người

Với đặc trưng về thải lượng và tải lượng các chất ô nhiễm trong nước

thải sinh hoạt phát sinh trên địa bàn TP Hà Nội khá lớn, đặc biệt là tại các quận nội thành của thành phố có thể đánh giá rằng nước thải sinh hoạt có ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng nước tại các vực nhận nước thải trong khu vực Đặc điểm phát sinh nước thải sinh hoạt tại các khu vực khác nhau của TP Hà Nội có thể được tóm tắt như dưới đây

• Khu vực bờ phải sông Hồng

Khu vực bờ phải sông Hồng bao gồm 7 quận nội thành (Ba Đình, Hoàn

Kiến, Tây Hồ, Cầu Giấy, Đống Đa, Hai Bà Trưng, Hoàng Mai và Thanh Xuân) và 2 huyện ngoại thành (Từ Liêm và Thanh Trì) Đây là khu vực phát sinh lượng nước thải lớn nhất

Với tổng dân số (tính đến hết năm 2007) là 2.416.600 người[6], lượng nước thải sinh hoạt trung bình một ngày của khu vực này là khoảng 309.325

m3/ngày đêm, chiếm 78% tổng lượng nước thải sinh hoạt của toàn thành phố

Trong khu vực bờ phải sông Hồng, quận Đống Đa là quận có mật độ

dân số đông nhất (38.896 người/km2) và số dân cũng lớn nhất (387.400 người) so với các quận, huyện khác của TP Hà Nội

Tải lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt tại

khu vực bờ phải sông hồng được ước tính như trong Bảng 1.4

Bảng 1.4: Ước tính tải lượng và nồng độ trung bình một số chất ô nhiễm

trong nước thải sinh hoạt tại khu vực bờ phải sông Hồng

Qua số liệu trong Bảng 1.4 có thể thấy, hàm lượng các chất hữu cơ, các

chất dinh dưỡng và vi khuẩn coliform trong nước thải sinh hoạt luôn ở mức cao và có khả năng gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn tiếp nhận

Tại khu vực bờ phải sông Hồng (thuộc địa phận TP Hà Nội cũ), các lưu vực tiếp nhận nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư bao gồm các sông Tô Lịch, Kim Ngưu, Sét, Lừ, Nhuệ, trong đó:

- Sông Lừ (bắt nguồn từ cống Trịnh Hoài Đức) nhận nước thải sinh hoạt

từ khu vực quận Đống Đa;

- Sông Kim Ngưu nhận nước thải sinh hoạt từ khu vực quận Hai Bà Trưng, một phần quận Hoàng Mai và nước thải từ sông Sét;

- Sông Sét là một phụ lưu của sông Kim Ngưu, nhận nước thải sinh hoạt

từ khu vực quận Hoàn Kiếm (khu vực ga Hà Nội), khu vực Cửa Nam,

Bà Triệu, hồ Bảy Mẫu, khu vực Bách Khoa ( nhập vào sông Kim Ngưu tại Giáp Nhị);

- Sông Tô Lịch nhận nước thải sinh hoạt từ khu vực quận Ba Đình, quận Hoàng Mai và nước từ các sông thoát nước trên sau đó đổ vào sông Nhuệ tại Cầu Tó;

- Sông Nhuệ là nơi tiếp nhận toàn bộ nước thải trong đó có nước thải sinh hoạt của 8 quận và 2 huyện của Hà Nội Nó trực tiếp nhận nước thải sinh hoạt ở khu vực huyện Từ Liêm

Đây đều là các sông có lưu lượng nước nhỏ, đặc biệt là vào mùa khô Mặt khác, nước thải sinh hoạt trong khu vực này phần lớn chỉ được qua xử lý

sơ bộ tại các bể tự hoại, sau đó xả vào các tuyến cống chung và vào các kênh, mương, sông, hồ trong khu vực Tuy nhiên, các bể tự hoại hoạt động kém hiệu quả do xây dựng không đúng quy cách, không hút cặn và bể chỉ dùng cho các nhà vệ sinh nên hàm lượng các chất bẩn trong nước thải rất cao Thậm trí nhiều nơi, nước thải sinh hoạt chưa qua bể tự hoạt mà thải trực tiếp

ra sông, bể lắng nhiều khi không còn hoạt động

Theo Sở Tài nguyên Môi trường và Nhà đất Hà Nội, đến tháng 9/2005, hai nhà máy xử lý nước thải đầu tiên Kim Liên và Trúc Bạch được bàn giao cho Xí nghiệp xử lý nước thải thuộc Công ty thoát nước Hà Nội để vận hành, tuy nhiên công suất của hai nhà máy này chỉ khoảng 6.000 m3/ngày đêm (chiếm khoảng gần 2% lượng nước thải sinh hoạt trong khu vực)

• Khu vực bờ trái sông Hồng - sông Đuống

Khu vực bờ trái sông Hồng - sông Đuống bao gồm các huyện Đông Anh và phần lớn huyện Gia Lâm với tổng dân số (năm 2007) khoảng 500.000 người Lượng nước thải sinh hoạt trong khu vực này ước tính khoảng 80.000

m3/ngày

Tổng diện tích của khu vực này là 297,09 km2, rộng hơn khu vực bờ phải sông Hồng (257,84 km2) nhưng tổng lượng nước thải tại đây chỉ bằng khoảng 1/8 lượng nước thải của khu vực bờ phải sông Hồng

Mặc dù những năm gần đây, khu vực nông thôn, ngoại thành Hà Nội đã phát triển khá nhiều nhưng thói quen tận dụng phân và nước tiểu từ khu vệ sinh để bón cho cây trồng vẫn còn rất phổ biến, chỉ có khoảng 50% tải lượng

này được đổ vào các vực nước nên điều này đã làm giảm đáng kể nồng độ các chất ô nhiễm tại các vực nhận nước thải trong khu vực này

• Khu vực bờ phải sông Đuống

Khu vực bờ phải sông Đuống gồm toàn bộ quận Long Biên và một phần nhỏ huyện Gia Lâm với dân số khoảng 176.800 người Lượng nước thải sinh hoạt ước tính trong khu vực này là khoảng 28.000 m3/ngày

Long Biên là một quận mới thành lập, được tách ra từ huyện Gia Lâm

cũ với tốc độ đô thị hoá rất cao Cũng giống như các khu vực đang đô thị hoá khác của Hà Nội, hệ thống thoát nước hở và ao, hồ trong khu vực đảm nhận thoát nước sinh hoạt cho khu vực Trong quá trình đô thị hoá, diện tích nước mặt của các hồ, ao trong một số phường giảm rất nhanh nhường chỗ cho các công trình xây dựng Do diện tích hồ ao bị thu hẹp, số lượng dân số gia tăng nhanh, hệ thống thoát nước lại không được quy hoạch đồng bộ, đáp ứng kịp thời với tốc độ đô thị hoá nhanh nên đã phát sinh tình trạng ô nhiễm cục bộ

Đô thị hoá nhanh đi kèm với tốc độ gia tăng dân số quá nhanh tại một

số vùng đã dẫn đến khối lượng nước thải của người dân gia tăng một cách nhanh chóng Nước thải từ các hộ gia đình hầu hết đều được xử lý sơ bộ qua các bể hố xí tự hoại sau đó được dẫn ra hệ thống cống rãnh chung rồi đổ vào

hệ thống sông hoặc cống thoát nước chung của thành phố chạy qua khu vực quận Tuy nhiên tại một số phường còn làm nông nghiệp như Ngọc Thụy, Thượng Thanh , các gia đình thậm trí còn không có bể tự hoại mà nước thải được đổ thải trực tiếp ra môi trường bên ngoài, cùng với nước thải chăn nuôi với thải lượng không lớn nhưng nồng độ chất ô nhiễm cao, gây ô nhiễm các vực nước tiếp nhận

• Khu vực Sóc Sơn

So với các khu vực khác của Hà Nội, Sóc Sơn được đánh giá là khu vực kém phát triển nhất Với diện tích rộng (306,51 km2, chiếm 33,3% diện

tích thành phố), mật độ dân số tại khu vực này là thấp nhất (854 người/km2) với phần đông dân số làm nông nghiệp Tính đến hết năm 2007, dân số khu vực này là 277.600 người tương ứng với lượng nước thải sinh hoạt là khoảng 44.416 m3/ngày đêm

Với đặc thù là vùng chủ yếu sản xuất nông nghiệp nên các chất thải sinh hoạt nói chung, trong đó có nước thải sinh hoạt thường được các hộ gia đình tận dụng cho việc sản xuất nông nghiệp nên chỉ có một phần nhỏ tải lượng trên được đổ thải vào môi trường do đó tác động của nước thải sinh hoạt tới chất lượng nước tại các vực nước trong khu vực là không đáng kể Ô nhiễm do nước thải sinh hoạt trong khu vực thường chỉ xảy ra cục bộ do hệ thống thoát nước không đảm bảo vệ sinh, gây tồn đọng nước thải Các nguồn nước trong khu vực có thể xem như không bị ô nhiễm bởi nước thải sinh hoạt

1.2.1.2 Dự báo lưu lượng và tải lượng ô nhiễm do nước thải sinh hoạt

Theo số liệu thống kê về dân số của TP Hà Nội giai đoạn 2004 – 2007 (Bảng 1.5), tốc độ tăng dân số trung bình (bao gồm cả tăng dân số cơ học)

trong giai đoạn này khá cao, ở mức 2,17%/năm

Bảng 1.5: Diễn biến phát triển dân số Thành phố Hà Nội từ 2004 - 2007

Nguồn: Cục thống kê Thành phố Hà Nội, Niên giám thống kê Hà Nội 2007

Căn cứ theo tốc độ tăng dân số trên, dự báo về dân số của TP Hà Nội vào năm 2015 là 3.673.958 người và vào năm 2020 là 3.753.683 người Với mức độ gia tăng dân số này, dự báo tổng lưu lượng nước thải sinh hoạt phát sinh trên địa bàn TP Hà Nội bằng khoảng 529.050 m3/ngày đêm vào năm

2015 (giả thiết vào năm 2015, trung bình mỗi người được cấp 180 lít nước mỗi ngày) và 600.589 m3/ngày đêm vào năm 2020 (giả thiết vào năm 2020, trung bình mỗi người được cấp 200 lít nước mỗi ngày)

Như vậy có thể dự báo rằng nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư của

TP Hà Nội sẽ vẫn là yếu tố chính có khả năng ảnh hưởng tiêu cực tới chất lượng nước tại các thủy vực trên địa bàn TP Hà Nội, đặc biệt là các thủy vực tại khu vực bờ phải sông Hồng (thuộc địa phận các quận nội thành và các huyện Từ Liêm, Thanh Trì)

1.2.2 Nước thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp

1.2.2 1 Hiện trạng phát sinh nước thải công nghiệp

• Khu vực bờ phải sông Hồng

Ở bờ phải sông Hồng có các sông Tô Lịch, Kim Ngưu, Sét, Lừ, Nhuệ

Hệ thống các sông này nhận nước thải của một số lượng lớn các nhà máy sản xuất công nghiệp, các khu và cụm công nghiệp trong khu vực như: Vĩnh Tuy,

Từ Liêm, Nam Thăng Long, Ngọc Hồi, Thượng Đình, Trương Định - Đuôi

Cá, Cầu Bươu, Cầu Diễn, Nghĩa Đô, Chèm và các doanh nghiệp nằm rải rác trong các khu dân cư của thành phố Ước tính lưu lượng nước thải từ các khu,

cụm công nghiệp này được trình bày trong Bảng 1.6

Bảng 1.6: Ước tính lưu lượng nước thải công nghiệp

tại khu vực bờ phải sông Hồng

Các khu, cụm công nghiệp tiếp nhận Nguồn

Năm 2005 Diện

tích (ha)

Lưu lượng nước thải (m 3 /ng.đ)

Vùng CN Cầu Diễn, Mai Dịch Sông Nhuệ 77,0 3.080

Vùng CN Nam Thăng Long Sông Nhuệ 100,0 4.000 Vùng CN Thượng Đình Sông Tô Lịch 98,2 3.928 Khu CN Minh Khai, Vĩnh Tuy,

Khu CN Hoàng Mai, Trương Định Sông Sét 32,0 1.280 Khu CN Văn Điển, Pháp Vân Sông Kim

Các ngành sản xuất của Hà Nội trong khu vực này khá phong phú, trong đó có một số ngành chính và cũng là các ngành sản xuất có tải lượng nước thải và các chất ô nhiễm lớn, đó là ngành dệt may, ngành công nghiệp hoá chất, ngành công nghiệp cơ khí, ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống và ngành sản xuất giấy

Cho đến năm 2005, Hà Nội vẫn còn tồn tại 15 cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, trong đó có 8 doanh nghiệp công nghiệp là: Công ty Bia

Hà Nội, Công ty Dệt Hà Nội, Công ty Dệt 8/3, Công ty Phân lân Văn Điển, Công ty Rượu Hà Nội, Công ty Dệt Kim Đông Xuân và Xí nghiệp Chế biến rác thải sinh hoạt cầu Diễn Cả 8 doanh nghiệp này đều nằm trong khu vực bờ phải sông Hồng[39]

• Khu vực bờ trái sông Hồng và sông Đuống

Tại khu vực ở bờ trái sông Hồng - sông Đuống, sản xuất công nghiệp chủ yếu tập trung ở khu công nghiệp Đông Anh và khu công nghiệp Bắc Thăng Long (xã Võng La, Đông Anh) Khu công nghiệp BắcThăng Long mới được xây dựng và đều có quy hoạch hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn Nước thải của khu công nghiệp được thu gom xử lý tốt nên không gây tác động xấu đến môi trường Nhìn chung nước tại các mương xung quanh khu công nghiệp chưa bị ô nhiễm Ước tính tổng lượng nước thải công nghiệp

trong khu vực này được trình bày trong Bảng 1.7

Bảng 1.7: Ước tính lượng nước thải công nghiệp trong khu vực bờ trái sông Hồng, sông Đuống