Nghiên cứu đánh giá chất lượng nước sông Cầu bằng mô hình số trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp tổng hợp để quản lý môi trường nước sông Cầu

Nghiên cứu đánh giá chất lượng nước sông Cầu bằng mô hình số trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp tổng hợp để quản lý môi trường nước sông Cầu Nghiên cứu đánh giá chất lượng nước sông Cầu bằng mô hình số trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp tổng hợp để quản lý môi trường nước sông Cầu luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

- -

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG CẦU

BẰNG MÔ HÌNH SỐ, TRÊN CƠ SỞ ĐÓ ĐỀ XUẤT

CÁC GIẢI PHÁP TỔNG HỢP ĐỂ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC SÔNG CẦU

NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

MÃ SỐ:………

PHẠM TIẾN NHẤT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐẶNG XUÂN HIỂN

HÀ NỘI - 2009

LỜI CẢM ƠN

Qua quá trình học tập, nghiên cứu, được sự giúp đỡ tận tình của các thầy, các

cô, các nhà khoa học, các nhà quản lý, các bạn đồng nghiệp, em đã hoàn thành chương trình học tập và nghiên cứu luận văn với đề tài: Nghiên cứu đánh giá chất

lượng nước sông Cầu bằng mô hình số, trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp tổng hợp để quản lý môi trường nước sông Cầu

Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Thầy giáo PGS.TS Đặng Xuân Hiển, người đã hướng dẫn em nghiên cứu và hoàn thành bản luận văn này Cảm ơn thầy đã hướng dẫn tận tình, động viên em trong quá trình nghiên cứu, để hoàn thành bản luận văn này đúng thời hạn

Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các Thầy, Cô giáo trường Đại học Bách khoa

Hà Nội, Khoa sau đại học, đặc biệt là các Thầy, Cô tại Viện khoa học và Công nghệ Môi trường, đã trang bị cho em những kiến thức, những kinh nghiệm thực tế để em

có khả năng hoàn thành luận văn và qua đó nâng cao kiến thức của mình

Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Trung tâm tư vấn và Công nghệ môi trường, các bạn đồng nghiệp và gia đình đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành chương trình học tập và nghiên cứu luận văn

Một lần nữa em xin trân trọng cảm ơn

Học viên

Phạm Tiến Nhất

Đề tài: Nghiên cứu đánh giá chất lượng nước sông Cầu bằng mô hình số,

trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp tổng hợp để quản lý môi trường nước sông Cầu

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tôi Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất

kỳ công trình nào khác

Người làm Luận văn Phạm Tiến Nhất

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 5

TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 5

1.1.Tổng quan tình hình nghiên cứu mô hình chất lượng nước ……… 5

1.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 5

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 5

1.2 Tổng quan điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu………….…….…………6

1.2.1 Vị trí địa lý 6

1.2 2 Địa hình 7

1.2.3 Thổ nhưỡng 9

1.2.4 Thảm phủ thực vật 9

1.2 5 Mạng lưới sông suối 10

1.3 Tổng quan hiện trạng chất lượng nước khu vực nghiên cứu…… ………… 14

1.3 1 Nguồn gây ô nhiễm môi trường nước 14

1.3.2 Chất lượng nước sông Cầu 15

1.3.2.1 Sông Cầu 15

1.3.2 2 Sông Công 20

1.3.2.3 Sông Ngũ Huyện Khê 23

1.3.2.4 Các sông khác bao gồm suối Nghinh Tường, sông Đu, sông Cà Lồ và suối Phượng Hoàng 25

1.3.3 Nguyên nhân suy thoái môi trường lưu vực sông Cầu 28

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG NƯỚC MIKE 11 29

2.1 Giới thiệu chung về hệ thống mô hình của phần mềm MIKE………….…… 29

2.2 Hệ thống các module trong phần mềm MIKE 11 ….….…….………30

2.3 Cơ sở dữ liệu của mô hình MIKE 11………….…….……… 34

2.4.1 Các phương trình cơ bản 35

2.4.1.1 Hệ phương trình Sain - Venant 35

2.4.1.2 Phương trình lan truyền, khuyếch tán 38

2.4.1.3 Phương trình mô tả các chu trình phản ứng trong môi trường nước.40 2.4.2 Các điều kiện đầu và điều kiện biên 50

2.4.2.1 Các điều kiện đầu 50

2.4.2.2 Các điều kiện biên 50

2.4.3 Các thông số và số liệu tính toán 52

2.4.3.1 Các thông số, số liệu tính toán thủy động lực 52

2.4.3.2 Các thông số, số liệu tính toán lan truyền, khuyếch tán 54

2.4.3.3 Các thông số, số liệu tính toán chất lượng nước 54

2.5 Các phương pháp số được sử dụng trong phần mềm 56

2.6 Các điều kiện ổn định của mô hình ………….…….……… 57

2.7 Yêu cầu dữ liệu đầu vào………….…….……… 58

CHƯƠNG 3

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ DỮ LIỆU TRONG MÔ HÌNH 60

3.1 Các dữ liệu về địa hình ………….…….………60

3.1.1 Dữ liệu về mạng sông 60

3.1.2 Dữ liệu về mặt cắt 62

3.2 Các dữ liệu biên………….…….……… 66

3.3 Các thông số lan truyền, khuyếch tán …….……….68

CHƯƠNG 4 69

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 TÍNH TOÁN CHẤT LƯỢNG NƯỚC LƯU VỰC SÔNG CẦU 69

4.1 Thu thập số liệu ………….…….………69

4.1.1 Số liệu thuỷ văn, thuỷ lực: 69

4.1.2 Số liệu chất lượng nước: 71

4.2 Áp dụng mô hình MIKE11 tính toán chế độ thủy lực hệ thống sông lưu vực sông Cầu………….…….……… 73

4.2.1 Mục tiêu 73

4.2.2 Các bước ứng dụng 73

4.2.3 Sơ đồ tính toán 73

4.2 4 Hiệu chỉnh mô hình thuỷ lực 74

4.2.5 Kiểm nghiệm mô hình thuỷ lực 77

4.3 Áp dụng mô hình MIKE 11 tính toán diễn biến chất lượng nước sông Cầu….72 4.3.1 Mục tiêu 79

4.3.2 Các bước ứng dụng 79

4.3.3 Hiệu chỉnh mô hình 81

4.4 Dự báo diễn biến chất lượng nước hệ thống sông lưu vực sông Cầu theo một số Phương án phát triển kinh tế xã hội……… ……… 85

4.5 Phân vùng khu vực chất lượng nước đang bị đe doạ về môi trường…….……93

4.5.1 Phương pháp xác định vùng chất lượng nước đang bị đe doạ về môi trường……… 93

4.5.2 V ùng chất lượng nước đang bị đe doạ về môi trường………95

4.6 Đề xuất một số giải pháp tổng hợp nhằm quản lý bảo vệ môi trường nước lưu vực sông Cầu.……… 96

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 101

TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BTNMT Bộ tài nguyên Môi trường

CEETIA Trung tâm kỹ thuật Môi trường đô thị và Khu công nghiệp CT-TW Chỉ thị Trung ương

GDP Thu nhập quốc dân theo đầu người

KH&CN Khoa học và công nghệ

KHTH& CN Khoa học tự nhiên và công nghệ

TN&MT Tài nguyên và Môi trường

Hình 1.2 Hình ảnh một số nguồn thải gây ô nhiễm nước sông Cầu 13

Hình 1.13 Diễn biến Dầu mỡ trên sông Công 22

Hình 1.21 Diễn biến BOD5 trong các đợt quan trắc 27 Hình 1.22 Diễn biến NH4+ trong các đợt quan trắc 28

Hình 2.1 Cấu trúc mô hình của phần mềm MIKE 11 29

Hình 2.4 Các quá trình biến đổi Photpho trong nước 47 Hình 3.1 Trình soạn thảo mạng sông (Network Editor) 54 Hình 3.2 Trình soạn thảo số liệu thô (Cross-section, raw data

editor)

56

Hình 3.3 Cửa sổ trình soạn thảo mặt cắt đã xử lý (Cross-section

processed data editor)

Hình 3.6 Dữ liệu chuỗi thời gian (hộp thoại Time series data) 60

Hình 4.1 Sơ đồ mô phỏng thủy lực các sông thuộc hệ thống sông

lưu vực sông Cầu

63

Hình 4.2 Hình 4.2: Sơ đồ mạng tính toán thủy lực hệ thống sông

Cầu- Thương

67

Hình 4.3 Hình 4.3: So sánh giữa kết quả tính toán hiệu chỉnh mô

hình diễn toán MIKE 11 với số liệu mực nước thực đo Đáp Cầu từ 01/01/2003 đến tháng 31/12/2003

69

Hình 4.4 Hình 4.4: So sánh giữa kết quả tính toán hiệu chỉnh mô

hình diễn toán MIKE 11 với số liệu mực nước thực đo Phủ Lạng Thương từ 01/01/2003 đến tháng 31/12/2003

69

Hình 4.5 Hình 4.5: So sánh giữa kết quả tính toán hiệu chỉnh mô

hình diễn toán MIKE 11 với số liệu mực nước thực đo Lục Nam từ 01/01/2003 đến tháng 31/12/2003

70

Hình 4.6 So sánh giữa kết quả tính toán kiểm nghiệm mô hình diễn 71

toán MIKE 11 với số liệu mực nước thực đo Đáp Cầu từ 01/01/2005 đến 31/12/2005

Hình 4.7 So sánh giữa kết quả tính toán kiểm nghiệm mô hình diễn

toán MIKE 11 với số liệu mực nước thực đo Phủ Lạng Thương từ 01/01/2005 đến 31/12/2005

71

Hình 4.8 So sánh giữa kết quả tính toán kiểm nghiệm mô hình diễn

toán MIKE 11 với số liệu mực nước thực đo Lục Nam từ 01/01/2005 đến 31/12/2005

Hình 4.13 Mô phỏng Amoni tại trạm thủy văn Đáp Cầu 77 Hình 4.14 Mô phỏng Nitrat tại trạm thủy văn Đáp Cầu 77 Hình 4.15 Đường quá trình tính toán DO theo các phương án tại mặt

cắt hạ lưu thành phố Thái Nguyên

79

Hình 4.16 Đường quá trình tính toán BOD theo các phương án tại

mặt cắt hạ lưu thành phố Thái Nguyên

Hình 4.18 Đường quá trình tính toán Nitrat theo các phương án tại

mặt cắt hạ lưu thành phố Thái Nguyên

mặt cắt hạ lưu thành phố Bắc Ninh Hình 4.22 Đường quá trình tính toán Nitrat theo các phương án tại

mặt cắt hạ lưu thành phố Bắc Ninh

82

Hình 4.23 Bản đồ dự báo nồng độ BOD 5 đến năm 2020 83

Hình 4.26 Sơ đồ phương pháp xác định các vùng đang bị đe doạ về

Hiện nay sông Cầu đang chịu tác động mạnh mẽ của các hoạt động kinh tế -

xã hội, đặc biệt là tác động của các khu công nghiệp, khu khai thác và chế biến khoáng sản, các đô thị và các tụ điểm dân cư Sự ra đời và hoạt động của các khu công nghiệp Sông Công, Quang Minh, Bình Xuyên, Khai Quang, Yên Phong, Tiên Sơn, Quế Võ, Đình Trám, Nhà máy gang thép Thái Nguyên, Nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ….các hoạt động tiểu thủ công nghiệp tại các làng nghề (trên 200 làng nghề), các xí nghiệp kinh tế quốc phòng cùng với các hoạt động khai thác thác chế biến khoáng sản đã làm cho chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Cầu ngày càng xấu đi Theo Báo cáo hiện trạng môi trường của các tỉnh thuộc lưu vực sông Cầu (Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Ninh, Bắc Giang, Vĩnh Phúc, Hải Dương,

Hà Nội) những năm vừa qua, đặc biệt là Báo cáo Môi trường Quốc gia năm 2006,

2007, 2008 đã cho thấy nhiều vị trí trên sông Cầu từ thượng lưu đến hạ lưu đều đã

bị ô nhiễm, nồng độ BOD5, COD, SS, dầu mỡ cao hơn quy chuẩn cho phép (QCVN08: BTNMT-2008), đặc biệt đoạn chảy qua thành phố Thái Nguyên nồng độ những thông số này vượt quá tiêu chuẩn nhiều lần Chính việc phát triển kinh tế - xã hội trên lưu vực sông Cầu đã, đang và sẽ nảy sinh hàng loạt các vấn đề ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm nguồn nước nói riêng

Ý thức được tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường nhằm hướng tới sự phát triển bền vững Trong những năm qua, các nhà quản lý tài nguyên môi trường các cấp, đặc biệt là Chính phủ đã có nhiều biện pháp tích cực để cải thiện chất lượng môi trường trên lưu vực sông Cầu Tuy nhiên, tình trạng xả thải vào lưu vực sông vẫn đang ở mức báo động Nguyên nhân chính là thiếu một cơ chế điều phối

giữa các ngành, các địa phương trong công tác quản lý môi trường tổng thể của toàn lưu vực Mặt khác, cần dự báo được mức độ tác động của các kịch bản phát triển trên lưu vực làm cơ sở đề xuất các giải pháp quản lý và ngăn ngừa ô nhiễm đảm bảo phát triển lưu vực bền vững

Những thách thức nêu trên trong vấn đề bảo vệ môi trường lưu vực sông Cầu

đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học, nhiều đơn vị nghiên cứu khoa học Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm đánh giá nguồn tài nguyên thiên nhiên hiện có, đặc biệt là tài nguyên nước, của lưu vực sông Cầu Ví dụ như nghiên cứu của Cục quản lý nước và công trình thủy lợi, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn (2000) đã tính toán cân bằng nguồn nước sông Cầu để đánh giá khả năng đáp ứng của nguồn nước cho các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội trong lưu vực Hay những thống kê về hệ thống công trình thủy của Trung tâm công trình thủy, Đại học Xây dựng Hà Nội (Báo cáo hiện trạng công trình thủy trên tiểu hệ thống

Môi tường, ngoài những đánh giá về môi trường nước lưu vực sông Cầu, các nhà nghiên cứu còn kiểm kê nguồn tài nguyên khí hậu, thủy văn, những yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến môi trường nước trong lưu vực Nhiều giải pháp khắc phục, xử lý đối với hiện trạng khai thác nước sông đã được đưa ra trong các nghiên cứu như

“Báo cáo đánh giá bổ sung hiện trạng ô nhiễm môi trường và các giải pháp khắc phục tại lưu vực sông Cầu giai đoạn 2000 - 2020” [Liên hiệp khoa học sản xuất công nghệ hoá học - Trung tâm KHTN & CN Quốc gia, 3/2000], “Báo cáo hiện trạng nước sạch - vệ sinh môi trường 6 tỉnh và các xã ven sông Cầu Đề xuất các giải pháp xử lý.” [Ban chỉ đạo lâm thời đề án 6 tỉnh bảo vệ khai thác lưu vực sông Cầu - 4/2000] Tất cả những nghiên cứu này đã đóng góp tích cực vào công tác quản lý tài nguyên nước, môi trường trong lưu vực sông Cầu, đáp ứng các yêu cầu

cụ thể Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào đưa ra được bức tranh tổng thể về ô nhiễm môi trường nước sông Cầu phân bố liên tục theo không gian, thời gian, cũng như mối quan hệ tương tác giữa hiện trạng môi trường nước và sự phát triển kinh tế

xã hội trong lưu vực sông Do đó đòi hỏi phải có những nghiên cứu tổng hợp để dự

báo những biến đổi môi trường trong tương lai, góp phần định hướng cho việc quy hoạch phát triển kinh tế, xã hội trên toàn lưu vực cũng như quy hoạch môi trường nhằm hạn chế và ngăn ngừa ô nhiễm ở tầm vĩ mô

Chính vì vậy, việc lựa chọn Luận văn: “Nghiên cứu đánh giá chất lượng nước sông Cầu bằng mô hình số, trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp tổng hợp để quản lý môi trường nước sông Cầu”, là vấn đề hết sức cần thiết, giúp các nhà quản

lý có căn cứ để đưa ra những chính sách cụ thể nhằm bảo vệ môi trường trên lưu vực sông Cầu, định hướng quy hoạch phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường trong thời gian tới

Mục đích của luận văn, các vấn đề giải quyết

cơ sơ mô hình nhằm thu được bức tranh đầy đủ về hiện trạng môi trường nước sông Cầu, phục vụ cho công tác quản lý, quy hoạch sử dụng, khai thác và bảo vệ dòng sông này

- Thu thập số liệu: các số liệu về địa hình, số liệu về thuỷ văn, số liệu về nguồn thải, số liệu vê chất lượng nước

Địa điểm và phạm vi nghiên cứu

Trên lưu vực sông Cầu, trong đó tập trung vào các khu vực ô nhiễm và các khu công nghiệp, các khu đô thị dọc lưu vực sông Cầu có nguồn thải vào lưu vực sông Cầu

Phương pháp nghiên cứu

+ Phương pháp thống kê: phân tích hệ thống và kế thừa các tài liệu đã có nhằm thống kê các nguồn thải, phân tích đánh giá các tác nhân gây ô nhiễm môi trường và tính toán tải lượng thải vào lưu vực sông Cầu

+ Phương pháp điều tra, khảo sát đo đạc ngoài hiện trường: được thực hiện theo tuyến, điểm đặc trưng nhằm bổ sung tài liệu và kiểm tra kết quả nghiên cứu Các kết

quả đo đạc khảo sát sẽ bổ sung cho bức tranh hiện trạng môi trường, đồng thời là các

dữ liệu đầu vào cho các mô hình tính toán dự báo chất lượng môi trường nước

+ Phương pháp đánh giá nhanh: trên cơ sở hệ số ô nhiễm do tổ chức y tế Thế giới thiết lập nhằm ước tính tải lượng các chất ô nhiễm từ các hoạt động kinh tế xã hội trên hệ thống sông Cầu

+ Phương pháp viễn thám, bản đồ và hệ thống thống tin địa lý nhằm theo dõi, đánh giá hiện trạng và diễn biến môi trường toàn lưu vực sông Lưu trữ và cập nhật các thông tin dữ liệu bản đồ

+ Phương pháp kế thừa: Kế thừa các kết quả nghiên cứu của các chương trình, dự án trước đây thuộc lưu vực sông Cầu phục vụ cho công tác nghiên cứu của luận văn

+ Phương pháp ứng dụng mô hình toán: được sử dụng trong việc đánh giá và

dự báo các tác động của mỗi kịch bản đề xuất nhằm lựa chọn phương án tối ưu

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Xác định được chất lượng nước sông trong vùng nghiên cứu, làm cơ sở để

đề xuất các giải pháp tổng hợp bảo vệ môi trường lưu vực sông cầu

- Kết quả nghiên cứu giúp các cấp, các ngành và địa phương định hướng quy hoạch hệ thống thoát nước đô thị, xây dựng các dự án thoát nước và cải thiện môi trường nước các đô thị và khu công nghiệp trên lưu vực sông Cầu

trình/ dự án quản lý tổng hợp nguồn nước sông Cầu, cũng như dùng để quy hoạch phát triển kinh tế xã hội và quy hoạch môi trường các tỉnh thuộc lưu vực sông Cầu

- Đối với lĩnh vực KH&CN có liên quan: Trên cơ sở hiện trạng chất lượng

nước trên sông Cầu có thể đề xuất được các biện pháp tổng hợp bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn nước sông Cầu

- Đối với kinh tế - xã hội và môi trường: góp phần vào việc định hướng lập

quy hoạch bảo vệ môi trường trên lưu vực sông và sử dụng hợp lý tài nguyên nước lưu vực sông Cầu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN

1.1.Tổng quan tình hình nghiên cứu mô hình chất lượng nước

1.1.1.Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Có nhiều nghiên cứu về khả năng tự làm sạch của các sông nhờ các yếu tố động lực học, sinh học và về quá trình pha loãng, chuyển hoá các chất ô nhiễm trong sông hồ Các mô hình chất lượng nước được phát triển từ đầu thế kỷ thứ XX Hiện nay các mô hình chất lượng nước tập trung vào các vấn đề kiểm soát độc tố và sinh thái chất lượng nước Đối với nhiều nước như Hoa Kỳ, Hà Lan, Đức, Đan Mạch, Ấn độ, Trung quốc, vấn đề ô nhiễm và xử lý nước thải bảo vệ các lưu vực sông được nghiên cứu nhiều Các vấn đề ô nhiễm sông được nghiên cứu dựa vào việc đánh giá khả năng tự làm sạch để từ đó thiết lập các mô hình kiểm soát chất lượng nước sông Một số mô hình kiểm soát chất lượng nước sông vùng đồng bằng thuộc các đề án của Ngân hàng Thế giới (WB) là các mô hình MIKE11 của Viện Thuỷ lực Đan Mạch để quản lý chất lượng nước sông Yangtze và sông Chang Jialing (Trung Quốc) năm 1998, mô hình DIVAST của Binnie&Parttners dùng để kiểm soát ô nhiễm việc xả nước thải 2 triệu m3/ngày ra vịnh Bombay (Ấn Độ), các

mô hình QUAL 2E, QUAL2E-UNCAS và WASP4 của Cục Bảo vệ môi trường Hoa

Kỳ để quản lý chất lượng nước sông ở nhiều nơi trên thế giới Dựa vào các mô hình chất lượng nước có thể xác định được ngưỡng chịu tải các đoạn sông Tuy nhiên, độ tin cậy của các mô hình phụ thuộc vào việc hiệu chỉnh và kiểm chuẩn trên cơ sở các

số liệu thu thập, khảo sát tại hiện trường

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Lưu vực sông Cầu là lưu vực quan trọng nhất trong hệ thống sông Thái Bình,

phát triển kinh tế - xã hội Tuy nhiên, trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội, trong đó đặc biệt là các hoạt động công nghiệp, hoạt động sinh hoạt và hoạt động của các làng nghề… trên toàn bộ lưu vực đã tạo nên những tác động hết sức sâu sắc

đến nguồn nước, môi trường cảnh quan lưu vực sông Cầu, vì vậy cần phải có những giải pháp tổng hợp để quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên nước

Công cụ hữu hiệu để giải quyết tổng hợp vấn đề quy hoạch nguồn thải và xử

lý ô nhiễm nước là các mô hình chất lượng nước Các mô hình MIKE 11, mô hình QUAL 2E, mô hình WASP đã bắt đầu được ứng dụng để nghiên cứu quản lý chất lượng nước sông Hồng, sông Đồng Nai, sông Cầu,

Mô hình MIKE 11 với những mô đun riêng biệt trong đó có mô đun dự báo với chức năng tự động cập nhật sai số Mô hình cũng có các ứng dụng vận hành hồ chứa, điều khiển công trình, kiểm soát lũ nên đây là mô hình được sử dụng để dự báo tác nghiệp MIKE 11 là một phần mềm kỹ thuật chuyên dụng để tính toán thuỷ văn, thuỷ lực và dự báo lũ hệ thống sông Mô đun thuỷ văn (NAM) dùng cho tính toán dự báo thuỷ văn cho các trạm thượng nguồn Mô đun thuỷ lực (HD) là phần trung tâm và là cơ sở cho hầu hết các mô đun như: dự báo lũ, tính toán vận hành các công trình thuỷ lợi, tính toán chất lượng nước, vận chuyển bùn cát diễn biến lòng sông

cho nhiệm vụ đặt ra, nó cung cấp cho luận văn tổng quan về những công trình đã nghiên cứu, những luận chứng khoa học, những số liệu về chất lượng nước sông và diễn biến chất lượng nước sông Cầu trong nhiều năm qua

Tuy nhiên, chưa có công trình nghiên cứu cụ thể nào đánh giá và dự báo về mức độ ô nhiễm trên toàn lưu vực sông Cầu trong những năm tiếp theo, vì vậy luận văn sẽ tập trung nghiên cứu và ứng dụng mô hình toán MIKE 11 để đánh giá chất lượng nước sông Cầu và đề xuất các giải pháp tổng hợp, làm cơ sở cho các nhà quản lý có chính sách phù hợp nhằm bảo vệ môi trường và phát triển bền vững trên toàn lưu vực trong tương lai

1.2.1 Vị trí địa lý

Sông Cầu là dòng lớn của hệ thống sông Thái Bình, bắt nguồn từ vùng núi Phia Đeng (1527m) sườn Đông Nam của dãy Pia – bi – óc/Bắc Kạn, Cao Bằng

Dòng chính sông Cầu chảy qua các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh rồi đổ vào sông Thái Bình tại Phả Lại Ngoài ra còn có nhiều phụ lưu (sông Công, Nghinh tường, sông Đu, Cà Lồ…nằm gọn trong địa bàn 6 tỉnh Bắc Kạn, Bắc Giang, Bắc Ninh, Thái Nguyên, Hải Dương, Vĩnh Phúc và một phần của

Hà Nội)

Lưu vực sông Cầu nằm trong phạm vi toạ độ địa lý: 21007’ – 220 18’ vĩ bắc,

toàn bộ hay phần lãnh thổ 6 tỉnh và 2 huyện thuộc Hà Nội, (trong đó chính lưu sông

chiều dài là 1332 km và diện tích lưu vực là 3535km2)

1.2.2 Địa hình

Lưu vực sông Cầu được bao bọc bởi cánh cung sông Gâm ở phía Tây và cánh cung Ngân Sơn ở phía đông Ở phía Bắc và Tây bắc có những đỉnh núi cao trên 1000 m (Hoa sen 1525m, Phia Đeng1527m, Pianon 1125m) Ở phía Đông có cánh cung Ngân Sơn với những đỉnh núi cao trên 700 m (Cóc Xe 1131m, Lung Giang 785m, Khao Khiên 1107m) Phía Tây có dãy Tam Đảo, có đỉnh Tam Đảo cao 1592m, chạy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam

Nhìn chung địa hình lưu vực thấp dần theo hướng Tây Bắc – Đông Nam và

có thể chia ra làm 3 vùng: Thượng lưu, trung lưu và hạ lưu Vùng thượng lưu từ đầu nguồn đến Chợ Mới, cao trung bình 300 – 400m, có những đỉnh núi cao 1326 – 1525m, vùng trung lưu từ Chợ Mới đến thành phố Thái Nguyên, có độ cao trung

phần lớn có địa hình bằng phẳng, độ cao khoảng 10 – 25m

Hình 1.1: Bản đồ lưu vực sông Cầu

1.2 3 Thổ nhưỡng

Trong lưu vực có những nhóm đất chính dưới đây:

- Nhóm đất feralit đỏ vàng phát triển trên đá phiến thạch và biến chất Đây là nhóm đất tốt, thuận lợi cho sản xuất lâm nghiệp, nhưng trên một nửa diện tích của nhóm đất này có tầng dày không quá 50 cm

- Nhóm đất feralit đỏ vàng phát triển trên đá macma axit, phân bổ tập trung ở suờn một dãy núi nằm ở phía tây và nam lưu vực, độ dày tầng đất vào loại trung bình hoặc mỏng

- Nhóm đất phát triển trên đá kiềm ( đá vôi, đá bazic) Loại đất phát triển trên

đá vôi (như ở huyện Bạch Thông), đất tốt, thích hợp cho cây trồng nông nghiệp ngắn ngày, giàu chất dinh dưỡng, độ dày thường sâu, thuận tiện cho cây trồng công nghiệp

- Nhóm đất phát triển trên phù sa cổ, tập trung ở phần hạ lưu, đất có tầng sâu dày, nhưng đã bạc màu tập chung ở các huyện Hiệp Hoà, Việt Yên, Sóc Sơn…canh tác nông nghiệp tốt

- Nhóm đất trồng lúa phân bố ở các huyện Vĩnh Lạc, Tiên Sơn, Quế Võ, Yên Dũng, thành phần cơ giới đất thịt nhẹ hay trung bình, dinh dưỡng khá

1.2.4 Thảm phủ thực vật

Trong lưu vực có một số loại rừng sau đây:

- Rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới, phân bố ở độ cao dưới 700 m và trên 700 m

ngắn ngày hay dài ngày

Theo số liệu điều tra của Bộ Lâm nghiệp, diện tích đất trồng rừng ở tỉnh Thái Nguyên và Bắc Kạn bằng 130658 ha, chiếm 20,2% diện tích lãnh thổ, trong đó rừng chiếm 19,1% Ở tỉnh Vĩnh Phúc diện tích đất có rừng chiếm 23,4% và tỉnh Bắc Giang và Bắc Ninh chiếm 12,6%

Theo số liệu thống kê, diện tích rừng tự nhiên của các tỉnh Thái Nguyên, Vĩnh Phúc và Bắc Giang tương ứng như sau: 126.620 ha, 31.555ha, 54710ha Diện tích rừng trồng của 3 tỉnh nói trên tương ứng bằng 3.500 ha, 4.600 ha và 4.300 ha

Song diện tích rừng bị tàn phá hàng năm cũng khá lớn: thí dụ, năm 1992 ở Bắc Thái diện tích rừng bị tàn phá là 2.342 ha

Rừng bị khai thác bừa bãi và đốt phá làm nương rẫy ảnh hưởng lớn đến môi trường sinh thái, đất bị xói mòn, thoái hoá, nước bị cạn kiệt và lũ lụt khốc liệt hơn, gia tăng nhiều trong các năm 1999, 2000, 2001

1.2.5 Mạng lưới sông suối

Mạng lưới sông suối trong lưu vực sông Cầu tương đối dày, mật độ mạng lưới sông (độ dài sông trên một đơn vị diện tích) trong lưu vực biến đổi trong một

theo dòng chính, nhưng các sông nhánh tương đối lớn đều nằm ở phía hữu ngạn lưu vực như các sông: Chợ Thu, Đu, Công, Cà Lồ…

Trong toàn lưu vực có 68 sông, suối có độ dài từ 10km trở lên với tổng chiều dài 1620 km, trong đó có 13 sông suối có độ dài từ 15km trở lên và 20 sông suối có

Cầu Một số sông nhánh tương đối lớn Cụ thể như sau:

* Sông Chu bắt nguồn từ xã Bảo Linh huyện Định Hoá, chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam đến xã Linh Thông lại chuyển hướng Tây Nam – Đông Bắc chảy qua thị trấn chợ Chu, sau đó từ Tân Dương lại chuyển hướng Tây Bắc – Đông Nam để chảy vào sông Cầu tại Chợ Mới Ở hạ lưu thị trấn chợ Chu có thêm sông nhánh tương đối lớn đổ vào sông Khương (F = 108km2), sông Chu có diện tích lưu vực (F = 437km2) Từ nguồn đến cửa sông Đu dài 36,5km, độ cao trung bình 206m,

* Sông Nghinh Tường bắt nguồn từ độ cao 550m tại xã Yên Cư huyện Phú Lương, chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam đến xã Cúc Đường huyện Võ Nhai rồi chuyển hướng Đông Nam – Tây Bắc và đổ vào bờ trái sông Cầu tại thượng lưu

Lang Hít Sông Nghinh Tường dài 46km, độ cao trung bình lưu vực 290m, độ dốc

* Sông Đu dài 44.5km, độ cao trung bình lưu vực 129m, độ dốc 13.3%, mật

độ lưới sông 0.94 km/km2 và diện tích lưu vực 361 km2

* Sông Công bắt nguồn từ độ cao 275m ở xã Thanh Định (huyện Định Hoá), chảy theo hướng Tây Nam đến xã Phú Cường huyện Đại Từ thì chuyển hướng Tây Bắc- Đông Nam đổ vào sông Cầu ở phía bờ phải tại Hương Ninh xã Hợp Thịnh huyện Hiệp Hoà Sông Công dài 96 km, độ cao trung bình lưu vực 224m, độ dốc

đầu xây dựng hồ chứa Núi Cốc trên sông Công, đến năm 1978 thì hoàn thành (có dung tích 210 triệu mét khối và bổ sung nguồn nước cho sông Cầu, cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt của Thái Nguyên, thị xã sông Công…Tuy nhiên do đập chắn ngăn sông, nên từ 1978 trở đi, hạ lưu sông Cầu (từ hạ lưu hồ Núi Cốc) đã hoàn toàn mất nguồn từ trung và thượng lưu, dòng sông bị cạn kiệt, và do đó ảnh hưởng rất lớn đến môi trường sinh thái ở hạ lưu sông Công…

* Sông Cà Lồ bắt nguồn từ sườn tây bắc của dãy núi Tam Đảo, chảy qua vùng đồng bằng Vĩnh Phúc rồi đổ vào sông Cầu ở phía phải tại Lương Phú, Bắc Ninh Sông Cà Lồ dài 89 km, độ cao trung bình của lưu vực là 87m, độ dốc 4,7%, mật độ lưới sông 0.73km/km2, diện tích lưu vực là 88 km2 Trong lưu vực sông Cà

lưu quan trọng từ Vĩnh Phúc đổ về, có nhiều nét đặc thù riêng

Kinh tế xã hội:

Lưu vực chiếm khoảng 47% diện tích của 6 tỉnh Tổng dân số 6 tỉnh thuộc lưu vực năm 2005 khoảng 6,9 triệu người Trong đó dân số nông thôn khoảng 5,9 triệu người; dân số thành thị khoảng 1 triệu người Mật độ dân số trung bình khoảng

427 người/km2, cao hơn gần 2 lần so với mật độ trung bình cả nước

Vùng núi thấp và trung du là khu vực có mật độ dân cư thấp nhất, đất đai chiếm khoảng 63% nhưng dân số chỉ chiếm khoảng 15% của toàn lưu vực Mật độ dân số tăng ở vùng trung tâm và khu vực đồng bằng

Cơ cấu kinh tế các tỉnh trong lưu vực chủ yếu dựa trên nông nghiệp, lâm nghiệp và công nghiệp; thủy sản đóng góp không đáng kể vào cơ cấu này, GDP tăng trưởng mạnh mẽ và đã tăng gần gấp đôi trong vòng 5 năm gần đây

Tốc độ tăng trưởng ngành công nghiệp cao hơn tỷ lệ trung bình quốc gia Sản phẩm từ nông nghiệp, lâm nghiệp, thủy sản chiếm khoảng 26% và có xu hướng giảm Các tỉnh Thái Nguyên, Bắc Ninh và Vĩnh Phúc tăng trưởng nhanh về công nghiệp, xây dựng và dịch vụ

Công nghiệp khai khoáng và tuyển quặng tập trung phát triển ở 2 tỉnh thượng nguồn là Bắc Kạn và Thái Nguyên Nằm trên lưu vực có hơn 200 làng nghề các loại tập trung chủ yếu ở Bắc Ninh và Bắc Giang Nước thải từ các làng nghề sản xuất sắt thép, đúc đồng, nhôm, chì, giấy, dệt nhuộm tại tỉnh Bắc Ninh thải trực tiếp ra các hệ thống sông ngòi, điển hình là làng nghề giấy tái chế Phong Khê, Dương Ô, làng đúc đồng Đại Bái, làng luyện cán thép Đa Hội… Nước thải từ các khu công nghiệp, khu khai thác mỏ, làng nghề và khu đô thị phần lớn không được xử lý, xả trực tiếp ra sông

Hoạt động khai thác cát, sỏi dọc bờ sông Cầu với khối lượng ngày càng tăng, gây đục nước, làm sạt lở bờ, biến đổi dòng chảy

Trong lĩnh vực nông nghiệp, hóa chất và thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng ngày càng nhiều, đặc biệt ở Thái Nguyên, Bắc Ninh… Hàm lượng NO2 và NO3

trong đất đặc biệt cao ở vùng chuyên canh lúa, trồng rau, hoa màu ở Bắc Ninh, huyện Mê Linh (Vĩnh Phúc) và một số vùng hạ lưu sông Cầu

Nước thải nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ-

Thái Nguyên

Cửa xả sông Ngũ huyện Khê - Bắc Ninh

Hình 1.2: Hình ảnh một số nguồn thải gây ô nhiễm nước sông Cầu

Mục tiêu phát triển kinh tế của toàn lưu vực trong những năm tới:

Cùng với sự phát triển của cả nước, triển vọng phát triển từ nay đến năm

2020 của toàn lưu vực sông Cầu sẽ diễn ra ở mức độ cao

Trên cơ sở khai thác tối đa các tiềm năng nội sinh trong lưu vực Quan hệ hợp tác kinh tế trong nước và quốc tế của lưu vực trong bối cảnh phát triển chung của cả nước, đặc biệt là với khu vực phát triển ở miền Bắc là vùng Đồng Bằng Sông Hồng và vùng Đông Bắc

Các hoạt động kinh tế bao gồm các hoạt động đầu tư phát triển, liên doanh liên kết trong phát triển kinh tế sẽ ngày một sôi động hơn Với những điều kiện như thế, dự kiến từ nay đến năm 2020 nền kinh tế toàn lưu vực sông Cầu sẽ phát triển như sau:

+ GDP bình quân đầu người toàn lưu vực tăng lên khoảng 710USD, gấp 2,94 lần so với năm 2000

Cơ cấu kinh tế của các ngành sẽ chuyển dịch như sau:

+ Tỷ trọng trong cơ cấu kinh tế của ngành nông, lâm nghiệp giảm chỉ còn chiếm 24%, mặc dù giá trị kinh tế của ngành này tăng 2,71 lần so với năm 2000

+ Ngành Công nghiệp và xây dựng duy trì ở mức 29,9% trong cơ cấu kinh tế

+ Ngành dịch vụ sẽ tăng trưởng nhanh cùng với sự phát triển kinh tế xã hội của toàn lưu vực, dự kiến đến năm 2020 sẽ chiếm 46,1% trong cơ cấu kinh tế toàn lưu vực

1.3 Tổng quan hiện trạng chất lượng nước khu vực nghiên cứu

1.3 1 Nguồn gây ô nhiễm môi trường nước

Chất thải từ sản xuất công nghiệp

Các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội trên lưu vực sông Cầu là nguyên nhân làm giảm sút chất lượng và ô nhiễm nguồn nước sông Cầu Theo thống kê chưa đầy đủ trên địa bàn khu vực có gần 400 doanh nghiệp Nhà nước, Trung ương, địa phương và hàng ngàn cơ sở tư nhân đang hoạt động, gồm hầu hết các loại hình công nghiệp, thủ công nghiệp, làng nghề; và trong các lĩnh vực như sản xuất năng lượng, khai thác chế biến khoáng sản, luyện kim, hóa chất, vật liệu xây dựng, chế biến lương thực, thực phẩm, hàng tiêu dùng v.v

Công nghiệp khai khoáng và chế biến khoáng sản chủ yếu tập trung ở Bắc Kạn và Thái Nguyên Chất thải rắn từ các mỏ than vào khoảng 1,5 triệu tấn/năm, từ các mỏ sắt - 2,5 triệu tấn/năm, tại các mỏ thiếc - 800.000 tấn/năm Nước thải rửa quặng chứa nhiều chất độc hại và hàm lượng chất lơ lửng cao (đạt đến 400 mg/l), theo mưa hoặc thải thực tiếp vào sông Cầu

Hàng năm Nhà máy luyện cốc thải vào sông Cầu khoảng 1,3 triệu m3 nước thải với nhiều chất ô nhiễm, trong đó hàm lượng Phenol và xia-nua vượt quá giới hạn cho phép hàng trăm lần

Nước thải Nhà máy luyện gang có hàm lượng Pb, Mn cao gấp hàng nghìn lần tiêu chuẩn cho phép

Nước thải Nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ có màu đen, hôi thối chứa nhiều chất độc hại như xút, Cl-, lignin Hàm lượng BOD và COD trong nước thải cao vượt nồng độ cho phép hơn 10 lần, hàm lượng Phenol cao gấp 10 - 15 lần tiêu chuẩn cho phép Nước thải tuy đã được xử lý nhưng chưa đạt tiêu chuẩn xả thải, thải ra sông Cầu gây ô nhiễm nghiêm trọng

Chất thải từ các làng nghề

Trong lưu vực sông Cầu theo thống kê chưa đầy đủ có khoảng 200 làng nghề Các làng nghề này một mặt góp phần gia tăng sản phẩm cho xã hội và tạo công ăn việc làm, nhưng mặt khác lại hàng ngày, hàng giờ thải các chất độc hại làm suy thoái và ô nhiễm nước sông Cầu ngày càng trầm trọng Ví dụ, trên địa bàn xã Phong Khê, huyện Yên Phong và khu sản xuất giấy Phú Lâm, huyện Tiên Sơn, Bắc Ninh, hai khu vực này có đến 50 xí nghiệp và 70 phân xưởng sản xuất, tạo ra mỗi ngày khoảng trên 3.000 m3 nước thải chứa các hóa chất độc hại như xút, chất tẩy rửa, phèn kép, nhựa thông, Javen, lignin, phẩm mầu

Chất thải rắn và rác thải bệnh viện

Cùng với công nghiệp hóa và đô thị hóa lưu vực sông Cầu, khối lượng chất thải rắn phát sinh ngày càng gia tăng, bao gồm rác thải sinh hoạt, rác thải công nghiệp và rác thải bệnh viện Hầu hết các rác thải trên đều không được xử lý và đổ bừa bãi ra sông, hồ, ao trong khu vực Theo số liệu thống kê ở lưu vực sông Cầu ước tính có khoảng 1.500 tấn rác thải trong 1 ngày Đây là nguồn ô nhiễm tiềm tàng cho nước mặt và nước ngầm

Các tỉnh sông Cầu có 35 bệnh viện, có các bệnh viện lớn như Thái Nguyên, Hải Dương, Bắc Ninh Các công trình xử lý nước thải của các bệnh viện không hoạt động Toàn bộ rác thải của các bệnh viện nói trên chưa được phân loại từ nguồn, rác thải mang mầm bệnh độc hại được đổ chung với rác thải sinh hoạt, đó là nguồn gây

ô nhiễm nguy hại cho sức khoẻ người dân sinh sống ở đây

1.3 2 Chất lượng nước sông Cầu

(theo số liệu báo cáo kết quả quan trắc của Trung tâm Quan trắc và Thông tin môi trường- Tổng cục Môi trường)

1.3.2.1 Sông Cầu

Oxi hòa tan (DO)

DO do tại các điểm quan trắc trên sông Cầu năm 2008

Hình 1.3: Diễn biến DO trên sông Cầu

Giá trị DO trên sông Cầu giao động nhiều từ 2,9 – 7,8 mg/L Giá trị DO thấp nhất thu được là 2,9 (mg/L) tại Vạn Phúc, Bắc Ninh (điểm SCA 1-9) đợt 1 (mùa cạn) do vị trí này ảnh hưởng trực tiếp bởi nước thải nấu rượu và sinh hoạt không được xử lý của làng Vân, Bắc Ninh

Đa số các giá trị thu được đều vượt tiêu chuẩn cho phép theo 2008/BTNMT (cột B1)

QCVN08-Nhu cầu oxi hóa hóa học (COD)

Diễn biến COD tại các điểm quan trắc trên sông Cầu năm 2008

Xét trên toàn tuyến giá trị COD có xu hướng tăng dần về cuối nguồn phản ánh đúng hiện trạng vùng hạ lưu sông Cầu (Bắc Giang, Bắc Ninh) có sự gia nhập của các nguồn thải và làng nghề ven sông

Khu vực Bắc Kạn, Thái Nguyên: các giá trị COD giao động trong khoảng từ nhỏ hơn 4 đến 18 mg/L; phần lớn các giá trị COD thu được ở đợt 1 ở khu vực Bắc Giang, Bắc Ninh đều cao hơn QCVN08-2008/BTNMT cột B; các đợt quan trắc 1, 2

và 3 đều nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN08-2008/BTNMT cột B;

Nhu cầu oxi hóa sinh học (BOD5)

Theo kết quả quan trắc cho thấy hầu hết các đợt quan trắc chỉ tiêu COD đều nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 08-2008/BTNMT cột B, có8 điểm quan trắc có một đến 2 đợt quan trắc vượt tiêu chuẩn cho phép

BOD tại các điểm quan trắc trên sông Cầu năm 2008

1-3

2-2

1-4

2-3

1-5

2-5

1-6

1-7

2-6

1-8

1-9

1-10

2-7

1-11

TSS tại các điểm quan trắc trên sông Cầu năm 2008

NH4+ tại các điểm quan trắc trên sông Cầu năm 2008

Giá trị Coliform trong từng đợt quan trắc giao động tương đối lớn từ 500 đến

11000 MPN/100ml Xét trên toàn tuyến giá trị coliform có xu hướng tăng dần tại các điểm có sự gia nhập nước thải của các làng nghề đoạn (Bắc Giang, Bắc Ninh)

Tổng dầu mỡ

Dầu mỡ dọc sông Cầu được quan trắc tại 8 điểm Kết quả thu được từ các đợt quan trắc giao động trong khoảng 0,1 – 3,5 mg/L Phần lớn các giá trị đều cao hơn QCVN08-2008/BTNMT cột B1

Tại điểm quan trắc cầu Phúc Lộc Phương – Tam Giang - Bắc Ninh (SCA 8) và cầu Trà Vườn, Thái Nguyên (SCA 2-5) có giá trị tổng dầu mỡ cao nhất do nằm dưới điểm xả thải của Nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ, Nhiệt điện Cao Ngạn và

Dầu mỡ tại các điểm quan trắc trên sông Cầu năm 2008

Hình 1.8: Diễn biến dầu mỡ dọc sông Cầu

Kim loại nặng và dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật

Trên toàn tuyến, giá trị Cd, Pb và Fe thu được đều có giá trị thấp hơn tiêu chuẩn cho phép Các giá trị thu được giữa các đợt quan trắc và trung bình đều biến đổi không nhiều

Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật được quan trắc dọc theo sông Cầu Trên toàn tuyến có thể nhận thấy chưa có dấu hiệu ô nhiễm bởi dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật (clo hữu cơ) Kết quả quan trắc thu được của 4 đợt năm 2008 đều nhỏ hơn giới hạn cho phép QCVN08-2008/BTNMT cột B1

Nhận xét: tại các vị trí quan trắc chất lượng nước trên sông Cầu, hầu hết các

chỉ tiêu quan trắc như DO, BOD5, COD, TSS, Coliform, đều vượt QCVN 2008/BTNMT cột B, các điểm bị ô nhiễm chất lượng nước đều thuộc các khu vực

08-có các khu đô thị, các khu công nghiệp hay các làng nghề như Thành phố Thái Nguyên, Thành phố Bắc Ninh, khu gang thép Thái Nguyên, nhà máy giấy Hoàng Văn thụ, làng nghề nấu rượu, làng nghề giấy Phong Khê

1.3.2 2 Sông Công

Hàm lượng oxi hòa tan (DO)

Giá trị DO giao động trong khoảng 4,2 – 7,1 mg/l, sự khác biệt giữa các đợt quan trắc không lớn

Các giá trị thu được đều nằm trong giới hạn cho phép theo 2008/BTNMT cột A

QCVN08-DO tại các điểm quan trắc trên sông Công năm 2008

Giá trị BOD5 quan trắc được giao động trong khoảng nhỏ hơn 0.5 mg/l đến 8 mg/l

Hình 1.11 : Diễn biến COD dọc sông công

Các hợp chất vô cơ chứa nitơ

Trên toàn tuyến có dấu hiệu ô nhiễm NH4+ theo QCVN08-2008/BTNMT cột B1 Phần lớn các giá trị NH4+ đều cao hơn tiêu chuẩn cho phép loại B1 Điểm ghi nhận NH4+ cao nhất là Nam Hồ Núi Cốc (SCO 2-9) là 0,38 mg/l do vùng này

có chăn thả thủy cầm

NH 4 +

tại các điểm quan trắc trên sông Công năm 2008

Hình 1.12: Diễn biến NH 4 + sông Công

Hình 1.13: Diễn biến Dầu mỡ trên sông Công

Trên sông Công chỉ tiêu tổng dầu mỡ được quan trắc tại 4 điểm, giá trị giao động trong khoảng 0,1 -0,8 mg/L, đa số cao hơn tiêu chuẩn cho phép theo QCVN08-2008/BTNMT cột B1.Tại vị trí cầu Mỏ Chè, giá trị dẫu mỡ quan trắc giữa các đợt có sự khác biệt tương đối rõ rệt đặc biệt (SCO 2 -11) giao động từ 0,1 – 0,8 mg/L

Kim loại nặng và dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật

Dọc sông Công, tại tất cả các điểm quan trắc giá trị Cd, Pb và Fe thu được đều có giá trị thấp hơn tiêu chuẩn cho phép Các giá trị thu được giữa các đợt quan trắc và trung bình đều biến đổi không nhiều

Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật được quan trắc tại 4 điểm dọc theo sông Công Trên toàn tuyến có thể nhận thấy chưa có dấu hiệu ô nhiễm bởi dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật (clo hữu cơ) Kết quả quan trắc thu được của 4 đợt năm 2008 đều nhỏ hơn QCVN08-2008/BTNMT cột B1

Nhận xét: Chất lượng nước sông Công còn tương đối tốt, các chỉ tiêu phân

tích đều trong giới hạn cho phép ngoại trừ chỉ tiêu dầu mỡ vượt tiêu chuẩn cho phép, nguyên nhân do các bãi tập kết máy ủi đất và một số kho dầu mỡ trên tuyến đường dọc sông Công chưa có biện pháp thu hồi xử lý triệt để

1.3.2.3 Sông N gũ Huyện Khê

BOD tại các điểm quan trắc trên sông Ngũ Huyện Khê năm 2008

Hình 1.16: COD dọc sông Ngũ Huyện Khê

Các hợp chất vô cơ chứa Nitơ

Giá trị NH4+-N thu được tại các đợt quan trắc giao động từ 0,09 – 1,25 mg/l Phần lớn giá trị thu được cao hơn tiêu chuẩn cho phép QCVN08-2008/BTNMT cột B1 Giá trị NH4+ thu được khác biệt rõ rệt giữa các đợt quan trắc

NH4+ tại các điểm quan trắc trên sông Ngũ Huyện Khê năm 2008

Hiện trạng ô nhiễm Dầu mỡ và nhận xét

Trên sông Ngũ Huyện Khê, thông số tổng Dầu mỡ được quan trắc tại cả 4 điểm 11 trong số 16 giá trị vượt tiêu chuẩn cho phép theo QCVN08-2008/BTNMT cột B1.Giá trị giao động trong khoảng 0,1 -2,4 mg/L Giữa các đợt quan trắc có sự khác biệt tương đối rõ rệt

Dầu mỡ tại các điểm quan trắc trên sông Ngũ Huyện Khê năm 2008

Hình 1.18: Diễn biến Dầu sông NHK

Kim loại nặng và dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật

Dọc sông Ngũ Huyện Khê, tại tất cả các điểm quan trắc giá trị Cd, Pb và Fe thu được đều có giá trị thấp hơn tiêu chuẩn cho phép Các giá trị thu được giữa các đợt quan trắc và trung bình đều biến đổi không nhiều

1.3.2 4 Các sông khác bao gồm suối Nghinh Tường, sông Đu, sông Cà Lồ và suối Phượng Hoàng

DO

Các giá trị DO thu được tại các vị trí quan trắc trên suối Nghinh Tường, sông

Đu, sông Cà Lồ và suối Phượng Hoàng đều nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN08-2008/BTNMT cột B1

DO tại các điểm quan trắc trên các sông năm 2008

COD tại các điểm quan trắc trên các sông năm 2008

BOD5

Các giá trị BOD5 quan trắc được tại vị trí quan trắc Kim Sơn trên suối Nghinh Trường đều nhỏ hơn 4mg/L, nhỏ hơn giới hạn cho phép theo QCVN08-2008/BTNMT cột B1,vì là đầu nguồn, không bị ảnh hưởng bởi các nguồn thải

Kết quả quan trắc tại điểm quan trắc sông Cà Lồ đã có dấu hiệu ô nhiễm

Hình 1.21: Diễn biến BOD5 trong các đợt quan trắc

Các hợp chất vô cơ chứa Nitơ

Các giá trị NH4+-N thu được tại vị trí quan trắc trên sông Cà Lồ và suối Phương Hoàng một số đợt quan trắc cao hơn tiêu chuẩn cho phép theo QCVN08-2008/BTNMT cột B1 Suối Phượng Hoàng bị ô nhiễm Amoni (NH4+) do chịu ảnh hưởng của nước thải từ Công ty Giấy xuất khẩu Đa số các giá trị NH4+-N thu được tại các điểm quan trắc trên suối Nghinh Trường và sông Đu đều nhỏ hơn giới hạn cho phép theo QCVN08-2008/BTNMT cột B1

NH4+ tại điểm quan trắc trên các sông năm 2008

Hình 1.22: Diễn biến NH 4 + trong các đợt quan trắc

1.3 3 Nguyên nhân suy thoái môi trường lưu vực sông Cầu

Suy giảm chất lượng nước và suy thoái môi trường lưu vực sông Cầu là do các nguyên nhân sau:

- Rừng đầu nguồn bị khai thác quá mức

- Phát triển công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp một cách nhanh chóng, không quy hoạch Hầu hết các chất thải công nghiệp không được xử lý và đổ trực tiếp ra hệ thống sông

- Khai thác khoáng sản

- Tốc độ phát triển đô thị hóa nhanh, mật độ dân số cao

- Chưa có khung pháp luật về khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên

thiên nhiên