Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến biến động tài nguyên nước trên các lưu vực sông Nhuệ - Đáy thuộc thành phố Hà Nội

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:83

Thêm vào BST

Báo xấu

76
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cấu trúc, nội dung của luận văn gồm 3 chương, không kể mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục: Chương 1 - Tổng quan lưu vực nghiên cứu, Chương 2 - Tổng quan về các nghiên cứu có liên quan, Chương 3 - Mô phỏng ảnh hưởng của biến đổi khí hậu tới tài nguyên nước.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến biến động tài nguyên nước trên các lưu vực sông Nhuệ - Đáy thuộc thành phố Hà Nội

Lêi c¶m ¬n Sự dạy dỗ tận tình của các Thầy, Cô trong bộ môn Thuỷ văn của Khoa Khí tượng Thuỷ văn và Hải Dương học trong 2 năm qua cùng các đồng nghiệp trong Viện Khoa học Khí tượng Thuỷ văn và Môi trường, Bộ Tài nguyên và Môi trường và ở khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này. Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ vô cùng quý báu đó của các Thầy, Cô, các bạn đồng nghiệp và đặc biệt là PGS.TS Nguyễn Thanh Sơn, người hướng dẫn khoa học đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn PGS.TS Lã Thanh Hà và toàn thể cán bộ Trung tâm Nghiên cứu Thủy văn và Tài nguyên nước Viện Khoa học Khí tượng Thuỷ văn và Môi trường, những người đã tâm huyết tạo mọi điều kiện để tác giả có thể hoàn thành luận văn một cách tốt nhất. Tác giả xin cảm ơn nhóm thực hiện Đề tài QGTĐ.10.06 đã cung cấp những tài liệu quý giá giúp học viên trong quá trình thực hiện luận văn. Trong thời gian thực hiện luận văn, tác giả còn nhận được rất nhiều sự giúp đỡ trong các lĩnh vực khác nhau kể cả trong và ngoài chuyên môn mà ở đây không thể kể ra hết được. Tác giả xin chân thành bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đặc biệt là các bạn học viên khóa 20082010 đã tận tình trao đổi, đóng góp và động viên tôi rất nhiều để giúp đỡ tôi hoàn thành được luận văn này. Hà Nội, tháng 12/2010 Tác giả
Văn Thị Hằng 2
MỞ ĐẦU Lưu vực sông Nhuệ Đáy trải dài từ 200 đến 21020' vĩ độ Bắc; 1050 đến 106030' kinh độ Đông. Sông Nhuệ và sông Đáy là hai con sông rất quan trọng trong việc tưới tiêu và điều hoà nước cho một số tỉnh phía Bắc. Lưu vực của hai con sông này đi qua các tỉnh và thành phố: Hoà Bình, Hà Nội, Hà Nam, Nam Định và Ninh Bình. Trong những năm gần đây, tài nguyên nước trên sông Nhuệ sông Đáy thay đổi rất rõ rệt cả về chất và lượng nước, điều này ảnh hưởng xấu đến tình hình kinh tế, xã hội và môi trường sống trong khu vực mà hai con sông này đi qua. Bên cạnh đó, sông Nhuệ và sông Đáy lại có tầm ảnh hưởng rất quan trọng đối với các tỉnh phía Bắc nằm trong lưu vực, đặc biệt các tỉnh ở dưới hạ lưu. Mặt khác, dưới tác động của biến đổi khí hậu, đã được tính toán, trong khoảng 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm đã tăng khoảng 0,5 0,7 oC, mực nước biển đã dâng khoảng 20cm. Biến đổi khí hậu tác động làm cho các thiên tai, đặc biệt là bão, lũ, hạn hán ngày càng ác liệt. Biến đổi khí hậu có thể tác động đến nông nghiệp, gây rủi ro lớn đối với công nghiệp và các hệ thống kinh tế xã hội trong tương lai. Việc tính toán được tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước là một vấn đề cấp thiết đặt ra cho các nhà quản lý tài nguyên nước. Do vậy, “Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến biến động tài nguyên nước trên các lưu vực sông Nhuệ Đáy thuộc thành phố Hà Nội” là một đề tài có tính khoa học và thực tiễn nhằm góp phần giải quyết bài toán trên đối với các nhà quản lý tài nguyên nước trên địa bàn Thủ đô để đưa ra được những quyết định chiến lược phát triển đúng đắn. Cấu trúc, nội dung của luận văn gồm 3 chương, không kể mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục. Mở đầu (tính cấp thiết, mục tiêu, nghiên cứu, phương hướng giải quyết,...) Chương 1. Tổng quan lưu vực nghiên cứu Chương 2. Tổng quan về các nghiên cứu có liên quan Chương 3. Mô phỏng ảnh hưởng của biến đối khí hậu tới tài nguyên 3
nước. Kết luận và kiến nghị 4
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LƯU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN LƯU VỰC SÔNG NHUỆ ĐÁY 1.1.1 Vị trí địa lý Lưu vực sông Đáy Nhuệ nằm ở hữu ngạn sông Hồng trong phạm vi từ 200 đến 21020' vĩ độ Bắc và từ 1050 đến 106030' kinh độ Đông, với tổng diện tích tự nhiên là 7665 km2, bao gồm một phần Thủ đô Hà Nội, Hoà Bình, Hà Nội, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình. Giới hạn của lưu vực như sau: - Phía Bắc và Đông Bắc được bao bởi đê sông Hồng từ ngã ba Trung Hà tới cửa Ba Lạt với tổng chiều dài khoảng 242 km. - Phía Tây Bắc giáp sông Đà từ Ngòi Lát tới Trung Hà với chiều dài khoảng 33 km. - Phía Tây và Tây Nam là đường phân lưu giữa lưu vực sông Hồng và lưu vực sông Mã bởi dãy núi Ba Vì, Cúc Phương – Tam Điệp, kết thúc tại núi Mai An Tiêm (nơi có sông Tống gặp sông Cầu Hội) và tiếp theo là sông Càn dài 10 km rồi đổ ra biển tại cửa Càn. - Phía Đông và Đông Nam là biển Đông có chiều dài khoảng 95 km từ cửa Ba Lạt tới cửa Càn. Sông bắt nguồn từ cống Liên Mạc (21005’27” vĩ độ Bắc, 105046’12” kinh độ Đông) 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 thành phố Phủ Lý (20032’42” vĩ độ Bắc, 105054’32” kinh độ Đông). Lưu vực sông Nhuệ dài 74 km tính từ nguồn là cống Liên Mạc về đến cống Phủ Lý (Hà Nam). Trên địa phận Hà Nội sông có chiều dài 61.5km. Độ rộng trung bình của sông là 3040m. Sông chảy ngoằn ngoèo theo hướng BắcNam ở phần thượng nguồn và theo hướng Tây Bắc Đông Nam ở trung lưu và hạ lưu. Sông Đáy là một chi lưu l ớn n ằm bên hữu ngạn của sông Hồng, diện tích lưu vực kho ảng 6595km 2, chiều dài sông chính khoảng 247km (tính từ cửa Hát Môn đến cửa Đáy trướ c khi đổ ra biển Đông). Sông Đáy chả y qua 5
đị a phận các tỉnh Hà Nội, Hà Nam, Ninh Bình và Nam Đị nh. Tọa độ đị a lý: 20033’ đến 21019’ vĩ độ Bắc và 105017’ đến 105050’ kinh độ Đông. [5,7] 6
1.1.2 Địa hình, địa mạo Nằm trên vùng châu thổ sông Hồng, khu vực nghiên cứu nằm trải dài theo phương vĩ tuyến, chịu ảnh hưởng của nhiều đới cấu trúc địa chất khác nhau, khiến cho địa hình có sự phân hoá tương phản thể hiện rõ nét theo hướng Tây Đông và hướng BắcNam. Xét về mặt cấu trúc ngang đi từ Tây sang Đông có thể chia địa hình khu vực nghiên cứu thành vùng chính như sau: 7
Hình 1.1. Bản đồ lưu vực hệ thống sông Nhuệ Đáy a) Vùng đồi núi Địa hình núi phân bố ở phía Tây và Tây Nam và chiếm khoảng 30% diện tích, có hướng thấp dần từ Đông Bắc xuống Tây Nam ra biển và thấp dần từ Tây sang Đông. Phần lớn là các dãy núi thấp có độ cao trung bình 400 600m được cấu tạo bởi các đá trầm tích lục nguyên, cacbonat; chỉ một vài khối núi có độ cao trên 1.000m được cấu tạo bởi đá trầm tích phun trào như khối núi Ba Vì có đỉnh cao 1.296m, khối núi Viên Nam có đỉnh cao 1.031m và cấu tạo bởi đá xâm nhập granit như khối núi Đồi Thơi (Kim Bôi Hoà Bình) có đỉnh cao 1.198m. Địa hình núi trong khu vực cũng có sự phân dị và mang những đặc trưng hình thái khác nhau. Địa hình đồi được tách ra với địa hình núi và đồng bằng bởi độ chênh cao
trầm tích lục nguyên, cacbonat. Một vài khối núi cao trên 1000m được cấu tạo bởi đá trầm tích phun trào như khối núi Ba Vì, khối núi Viên Nam. Khu vực huyện Mỹ Đức là vùng núi đá vôi có nhiều hang động và hiện tượng karst mạnh. Vùng đồng bằng. cCó cấu tạo chủ yếu là đất phù sa, địa chất của vùng đồng bằng chủ yếu là nền mềm, các lớp đất thường gặp là đất thịt các loại, đất sét và cát pha, xen kẽ có các lớp cát mịn, cát chảy hoặc bùn. Các lỗ khoan thăm dò địa chất và các giếng khoan khai thác nước ngầm cho thấy cấu tạo địa chất từ trên xuống dưới gồm các lớp sau: sét pha và đất sét lẫn cát dày 2 ÷ 16 m; bùn hữu cơ – bùn cát dày 1,3 ÷ 6 m (10m); tầng cát đá cuội, đá dăm hạt to dày 50 ÷ 90m. b) Thổ nhưỡng Do nằm trong vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng nên đất trong khu vực chủ yếu là đất phù sa của hệ thống sông Hồng và sông Đáy bồi đắp nên. Mặc dù được bao bọc bởi các đê sông Hồng, sông Đáy song hầu như hàng năm phần lớn diện tích đất canh tác ít nhiều đều được tưới bằng nước phù sa lấy từ các cống tự chảy hoặc các trạm bơm. Quá trình bồi tụ, hình thành và phát triển của các nhóm đất ở từng khu vực khác nhau đã tạo nên sự đa dạng về loại hình đất trong hệ thống. Song nhìn chung chúng đều là loại đất ít chua và chua có hàm lượng mùn và các chất dinh dưỡng ở mức độ trung bình đến nghèo. Những khu vực cao ven sông Hồng, sông Đáy đất có thành phần cơ giới nhẹ chủ yếu là đất cát hoặc pha cát khá chua và nghèo chất dinh dưỡng. Các vũng trũng ven sông Nhuệ, Duy Tiên, Châu Giang đất có thành phần cơ giới nặng hơn chủ yếu là loại đất thịt nặng và sét nhẹ ít chua và giàu các chất dinh dưỡng hơn. Khu vực nghiên cứu có 5 loại đất: đất phù sa, đất xám có tầng loang, đất phù sa glây, đất xám feralit và đất glây chua. Đất phù sa chiếm diện tích lớn nhất của toàn bộ lưu vực, tập trung chủ yếu ở phía Đông, phía Bắc và Đông Bắc. Đất phù sa thích hợp cho trồng cây nông nghiệp như lúa nước, hoa màu. Phía Tây là nơi tập trung nhiều đất xám feralit thích hợp cho trồng cây công nghiệp ngắn và dài ngày, cây ăn quả.[8] 1.1.4. Thảm thực vật Hiện nay rừng đầu nguồn đang bị khai thác, tàn phá nghiêm trọng làm giảm diện tích rừng tự nhiên và đa dạng sinh học bị giảm sút [8]. Do lưu vực sông Nhuệ Đáy có địa hình đa dạng, với các vùng đồi, núi và 9
2/3 diện tích là đồng bằng, nên trên lưu vực có nhiều hệ sinh thái khác nhau như rừng trên núi đất, núi đá vôi, các hệ sinh thái thủy vực nước ngọt, các vùng đất ngập nước. Phần lớn lưu vực là những vùng đồng bằng đã bị khai phá từ lâu đời. Nhưng với một phần là diện tích rừng núi thuộc các khu rừng đặc rụng như Cúc Phương, Ba Vì, khu bảo vệ cảnh quan Hương Sơn, Hoa Lư, Vân Long, ngập nước mặn với thế giới sinh vật trong lưu vực vô cùng phong phú, đa dạng. Tính đến năm 2002 toàn lưu vực có khoảng 16770ha rừng, trong đó diện tích rừng tự nhiên 3922ha, diện tích rừng trồng 12484ha. Hệ sinh thái tự nhiên trong lưu vực sông Nhuệ sông Đáy gồm: • Hệ sinh thái rừng kín cây lá rộng • Hệ sinh thái trảng cây bụi, cỏ trên núi đất • Hệ sinh thái rừng kín thường xanh cây lá rộng nhiệt đới trên núi đá vôi • Hệ sinh thái trảng cây bụi, trảng cỏ trên núi đá vôi 1.1.5 Khí hậu Khu vực nghiên cứu có khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa kiểu khí hậu chung của vùng đồng bằng Bắc Bộ với mỗi năm có một mùa đông lạnh và khô; một mùa hè nóng, ẩm và mưa nhiều. Giữa hai mùa này có sự chuyển giao về khí hậu, điển hình là tháng IV và tháng X nên có thể coi khí hậu ở đây có 4 mùa. Bức xạ mặt trời là nguồn nhiệt chính tạo nên nhiệt độ không khí và nhiệt độ đất. Phân bố bức xạ trong năm liên quan đến tiến trình năm của độ cao mặt trời và thời gian chiếu sáng trong ngày. Tổng lượng bức xạ hàng năm ở khu vực nghiên cứu cỡ 122,8 kcal/cm2/năm. Bức xạ cực đại thường xảy ra vào tháng VII (15,2 kcal/cm2/tháng) và cực tiểu thường xảy ra vào tháng II (5,2 kcal/cm2/tháng). Số giờ nắng hàng năm đạt dao động trong khoảng từ 1300 đến 1700 giờ. Nhiệt độ không khí cao nhất tuyệt đối tới 42,8oC, thấp nhất tuyệt đối chỉ 2,7oC, trung bình năm dao động trong khoảng 23 24oC. Trong những năm gần đây, do ảnh hưởng chung của sự biến đổi khí hậu toàn cầu, nhiệt độ không khí có xu hướng tăng cao nên nền nhiệt độ không khí trung bình năm của những năm gần đây cũng tăng lên (như năm 1998 là 25,1oC). Mùa có mưa phùn (tháng III và IV hàng năm) là thời kỳ ẩm ướt nhất còn 10
nửa đầu mùa đông (tháng XII và tháng I hàng năm), do ảnh hưởng gió mùa Đông Bắc khô hanh nên là thời kỳ khô nhất của năm. Độ ẩm không khí trong khu vực nghiên cứu khá lớn, trung bình năm dao động trong khoảng 84 86%. Diễn biến của lượng bốc hơi phụ thuộc vào diễn biến của nhiệt độ và độ ẩm không khí. Lượng bốc hơi tháng bình quân nhiều năm dao động trong khoảng 60 100 mm. Tháng có lượng bốc hơi lớn nhất trong năm là tháng VII, tới 98 mm. Thời kỳ khô hanh đầu mùa đông cũng là thời kỳ có lượng bốc hơi lớn, trung bình dao động trong khoảng 90 95 mm. Tốc độ gió ở khu vực không lớn lắm.Tốc độ gió trung bình của tháng lớn nhất (tháng IV) cũng chỉ khoảng 2,5m/s còn của tháng nhỏ nhất (tháng I) rất thấp, chỉ 1,5m/s. Tuy nhiên, tốc độ gió mạnh nhất có thể đạt tới trên 40 m/s. Bảng 1.2 thể hiện tốc độ gió mạnh đo được tại trạm Láng ứng với các xác suất xuất hiện khác nhau. Hướng gió luôn thay đổi theo thời gian trong năm nhưng chủ đạo là các hướng Đông Nam và Đông Bắc. Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng mưa trung bình của đồng bằng Bắc Bộ. Lượng mưa năm bình quân nhiều năm ở đây đạt khoảng 1650 mm. Mỗi năm trung bình có khoảng trên dưới 150 ngày có mưa. Lượng mưa phân phối rất không đều theo thời gian trong năm. Một năm hình thành hai mùa mưa và khô rất rõ rệt. Mùa mưa thường kéo dài 5 tháng, từ tháng V đến tháng X với tổng lượng mưa chiếm tới xấp xỉ 83% tổng lượng mưa năm. Tháng mưa nhiều nhất thường là VII hoặc VIII với lượng mưa chiếm tới trên 18% tổng lượng mưa năm. Ba tháng liên tục có mưa lớn nhất trong năm là VII, VIII, IX. Tổng lượng mưa của ba tháng này chiếm tới trên 49% tổng lượng mưa năm. Mùa khô thường kéo dài 7 tháng, từ tháng XI đến tháng IV năm sau với tổng lượng mưa chỉ chiếm khoảng 17% lượng mưa của cả năm. Tháng ít mưa nhất thường là tháng XII hoặc tháng I với lượng mưa chỉ chiếm trên dưới 1% tổng lượng mưa năm. Ba tháng liên tục mưa ít nhất là các tháng XII, I và II. Tổng lượng mưa của ba tháng này chỉ chiếm khoảng 4,2% tổng lượng mưa năm [8]. 1.1.6 Thủy văn Lưu vực sông Nhuệ Đáy gồm 2 nhánh chính là sông Đáy và Nhuệ, ngoài ra có rất nhiều các chi lưu như: sông Tích, sông Bùi, sông Thanh Hà. 11
Tại điểm giao nhau giữa sông Đáy và sông Hồng thuộc địa phận thành phố Hà Nội có 2 công trình kiểm soát lũ trên sông Đáy, điều tiết dòng chảy từ sông Hồng vào. Khi đập Đáy đóng, phần thượng lưu là một sông chết do không có nước nuôi lòng. Sông Tích có chiều dài 91 km, bắt nguồn từ vùng đồi núi Ba Vì, đổ vào sông Đáy tại Ba Thá. Dòng chảy năm của sông Tích và sông Đáy đo tại trạm Ba Thá là 1,35 tỉ m3, chiếm 4,7% tổng lượng dòng chảy năm tại cửa ra lưu vực. Sông Thanh Hà bắt nguồn từ dãy núi đá vôi gần Kim Bôi – Hòa Bình, chảy vào vùng đồng bằng từ ngã ba Đông Chiêm ra đến Đục Khê, được ngăn cách giữa cánh đồng và núi bởi kênh Mỹ Hà, đưa nước chảy thẳng vào sông Đáy. Diện tích lưu vực là 271 km2, sông dài 40 km, chiều rộng trung bình lưu vực 9 km [5]. Chế độ thủy văn lưu vực sông Đáy không những chịu ảnh hưởng của các yếu tố mặt đệm trên bề mặt lưu vực, các yếu tố khí hậu mà còn phụ thuộc vào chế độ dòng chảy của nước sông Hồng và các sông khác. Vì thế mà chế độ thủy văn ở đây rất phức tạp và có sự khác nhau nhất định giữa các đoạn sông. Dòng chảy trên lưu vực sông phân bố không đều theo không gian và thời gian. Theo không gian, dòng chảy lớn nhất là ở núi Ba Vì, phần hữu ngạn lưu vực có dòng chảy lớn hơn phần tả ngạn. Sự phân bố theo thời gian thể hiện rõ nét thông qua phân phối dòng chảy trong năm. Phân phối dòng chảy năm phụ thuộc vào sự phân phối theo mùa của lượng mưa năm nên dòng chảy trong năm cũng phân phối không đều và thể hiện hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa từ tháng V đến tháng X chiếm 8085% lượng mưa cả năm . Mùa khô từ tháng XI đến tháng IV năm sau. Lượng nước mùa lũ ở hầu hết các sông chiếm từ 70 80% lượng nước năm. Trong mùa cạn, mực nước và lưu lượng nước nhỏ. Lượng dòng chảy trong 7 tháng mùa cạn chỉ chiếm khoảng 20 25% lượng dòng chảy cả năm. Ngoài các nhánh sông lớn chi phối chế độ thủy văn trên hệ thống, sông Đáy còn nhận nước từ các sông tiêu, sông tưới qua các cống La Khê, Ngoại Độ…Các sông này thường phải đóng lại khi có phân lũ trong thời gian dài, ngắn tùy thuộc vào thời gian lũ. Sông Đáy có vị trí rất quan trọng, nó vừa là đường thoát nước chính của sông Hồng, vừa là đường tiêu lũ của bản thân lưu vực sông Đáy [7]. 1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN LƯU VỰC SÔNG NHUỆ ĐÁY TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI 12
Trên địa bàn thành phố Hà Nội lưu vực sông Đáy trên địa bàn thành phố Hà Nội có diện tích là 1900km2, lưu vực sông Nhuệ có diện tích khoảng 653km 2. Giới hạn của lưu vực sông NhuệĐáy trên địa bàn Hà Nội như sau: phía Bắc và phía Đông được bao bởi đê sông Hồng kể từ ngã ba Trung Hà tới cửa Ba Lạt với chiều dài khoảng 242 km, phía Tây Bắc giáp sông Đà từ Ngòi Lát tới Trung Hà với chiều dài khoảng 33 km, phía Tây giáp Hòa Bình, phía Nam giáp Hà Nam. Xét về mặt cấu trúc ngang đi từ Tây sang Đông có thể chia địa hình khu vực nghiên cứu thành vùng chính như sau: a) Vùng đồi núi. Địa hình núi phân bố ở phía Tây và Tây Nam, chiếm khoảng 30% diện tích, có hướng thấp dần từ Đông Bắc xuống Tây Nam ra biển và thấp dần từ Tây sang Đông. Địa hình đồi núi được tách ra với địa hình núi và đồng bằng độ chênh cao
Hình 1.2. Bản đồ lưu vực hệ thống sông Nhuệ Đáy khu vực Hà Nội b) Vùng đồng bằng. Diện tích vùng đồng bằng chiếm khoảng 60% lãnh thổ, địa hình khá bằng phẳng có độ cao
thượng nguồn hướng BắcNam; trung lưu và hạ lưu hướng Tây BắcĐông Nam. Thượng lưu sông Nhuệ Đáy uốn khúc quanh co, hẹp và dốc, nhiều thác ghềnh, nước chảy xiết là nguy cơ tạo ra các hiện tượng xói lở, lũ quét... Lưu vực sông NhuệĐáy được cấu thành bởi các đá biến chất, trầm tích, trầm tích phun trào, các đá xâm nhập và trầm tích bở rời tuổi từ Protezozoi đến hiện đại. Dựa vào thành phần thạch học, các thông số địa chất thuỷ văn và đặc điểm thuỷ động lực,... có thể phân chia vùng nghiên cứu thành 7 tầng chứa nước. Lưu vực sông Nhuệ Đáy gồm có các nhóm đất chính: Nhóm đất mặn; phù sa; xám; vàng đỏ; đất xói mòn trơ sỏi đá... Do lưu vực sông ĐáyNhuệ có địa hình đa dạng, với các vùng đồi, núi và 2/3 diện tích là đồng bằng, nên trên lưu vực có nhiều hệ sinh thái khác nhau như rừng trên núi đất, núi đá vôi, các hệ sinh thái thủy vực nước ngọt, các vùng đất ngập nước. Hiện nay rừng đầu nguồn lưu vực sông đang bị tàn phá nghiêm trọng. Diện tích rừng tự nhiên bị thu hẹp đáng kể. Theo số liệu khảo sát gần đây nhất, diện tích rừng trên lưu vực thuộc địa bàn Hà Nội chiếm 160.84km 2 (chiếm 6.36% diện tích lưu vực trên địa bàn Hà Nội), trong đó có 55.2km2 là rừng dự trữ; 105.64km2 là rừng dàynghèo [8]. Khí hậu lưu vực sông NhuệĐáy khá tiêu biểu cho kiểu khí hậu Bắc Bộ với đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa hè nóng, mưa nhiều và mùa đông lạnh, mưa ít. Lượng mưa phân bố không đồng đều, trung bình hàng năm 1.800mm. Hữu ngạn của lưu vực mưa khá lớn (X > 1800mm), nhất là vùng đồi núi phía Tây (X >2000mm). Trung tâm mưa lớn nhất ở thượng nguồn sông Tích thuộc núi Ba Vì (X=22004000mm). Ph ầ n t ả ng ạn l ưu vự c l ư ợng mưa tươ ng đối nh ỏ (X=15001800mm), nhỏ nhất ở th ượng nguồn sông Đáy, sông Nhuệ (X=1500mm), và lại tăng dần ra phía biển (18002000mm). Khu vực ô trũng đầm lầy về mùa mưa, thường xuyên bị úng ngập, đặc biệt những khu vực nằm trong vùng phân lũ của sông Đáy, bởi vậy mỗi khi có báo động III hoặc phân lũ thì bị ngập nước ở độ sâu từ 1 4m. Trên toàn lưu vực, mùa mưa bắt đầu từ tháng IVV và kết thúc vào tháng X XI, tập trung tới 7090% lượng mưa cả năm. 15
Bảng 1.1. : Lượng mưa bình quân năm lưu vực sông Nhuệ Đáy từ 19711997 STT Tên trạm Lượng mưa bình quân năm (mm) 1 Sơn Tây 1809 2 Ba Vì 2068 3 Ba Thá 2019 4 Vân Đình 1699 5 Hà Đông 1595 6 Xuân Mai 1807 7 Hà Nội 1656 Chế độ nhiệt phân hoá khá rõ rệt theo đai cao trong khu vực nghiên cứu. Nhiệt độ trung bình năm ở vùng thấp đạt từ 25 27oC, ở vùng đồi núi phía Tây và Tây Bắc nhiệt độ trung bình năm xấp xỉ 24oC. Lượng bức xạ tổng cộng trung bình hàng năm là 122,8 kcal/cm2 và nhiệt độ không khí trung bình hàng năm từ 15240C. Mùa đông gió có hướng thịnh hành là Đông Bắc, tần suất đạt 60 70%. Một số nơi do ảnh hưởng của địa hình, hướng gió đổi thành Tây Bắc và Bắc, tần suất đạt 25 40%. Mùa hè các tháng V, VI, VII hướng gió ổn định, thịnh hành là Đông và Đông Nam, tần suất đạt khoảng 60 70%. Tháng VIII hướng gió phân tán, hướng thịnh hành nhất cũng chỉ đạt tần suất 20 25%. Các tháng chuyển tiếp hướng gió không ổn định, tần suất hướng thay đổi trung bình từ 10 15%. Bốc hơi là một trong những thành phần chính của cán cân nhiệt và cán cân nước. Lượng bốc hơi từ bề mặt trải trên lưu vực chủ yếu quyết định bởi tiềm năng nhiệt và ẩm. Do đó, sự phân bố của lượng bốc hơi năm phụ thuộc vào sự phân bố không gian của nhiệt và ẩm. Ngoài yếu tố mưa, yếu tố bốc hơi từ bề mặt lưu vực cũng tham gia trực tiếp vào cán cân nước, ảnh hưởng rõ rệt tới sự hình thành dòng chảy. Do nền nhiệt độ trên lưu vực cao làm cho quá trình bốc hơi trên lưu vực diễn ra đều khá lớn. Lượng bốc năm dao động trong khoảng 9001000mm. Do chịu ảnh hưởng của biển độ ẩm tương đối trung bình hàng năm của lưu vực là 7580%, lớn nhất vào đầu mùa mưa, và thấp nhất trong mùa khô. Mạng lưới sông ngòi khu vực nghiên cứu tương đối phát triển, mật độ lưới sông đạt 0,7 1,2km/km2. Lưu vực có dạng dài, hình nan quạt, gồm các sông 16
chính: Sông Đáy nguyên là một phân lưu lớn đầu tiên ở hữu ngạn sông Hồng, bắt đầu từ cửa Hát Môn chảy theo hướng Đông Bắc Tây Nam. Nhưng đến năm 1937, sau khi xây dựng xong đập Đáy nước sông Hồng không thường xuyên vào sông Đáy qua cửa đập Đáy trừ những năm phân lũ, vì vậy phần đầu nguồn sông (từ km 0 đến Ba Thá dài 71km) sông Đáy coi như đoạn sông chết. Lượng nước để nuôi sông Đáy chủ yếu là do các sông nhánh, quan trọng nhất là sông Tích. Sông Nhuệ lấy nước từ sông Hồng qua cống Liên Mạc để tưới cho hệ thống thủy nông Đan Hoài. Sông Nhuệ còn tiêu nư ớc cho thành phố Hà Nội, thị xã Hà Đông và chảy vào sông Đáy tại thành phố Phủ Lý . Nước sông Tô Lịch thường xuyên xả vào sông Nhuệ với lưu lượng trung bình từ 1117m 3/s, lưu lượng cực đại đạt 30m3/s. Các sông chính trong lưu vực: sông Nhuệ, sông Thanh Hà, sông Tích, sông Bùi và Sông Tô Lịch là nhánh chính của sông Nhuệ, nhận nước từ sông Lừ, Kim Ngưu, Sét [9] 1.3. ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI a) Phân bố dân cư Dân số trên lưu vực sông Nhuệ sông Đáy trên lưu vực nghiên cứu ước tính đến năm 2009 là 10,77 triệu người, mật độ trung bình đạt 1405 người/km2, cao gấp 5,5 lần so với bình quân chung của cả nước (252 người/km 2). Đặc biệt là thủ đô Hà Nội, nơi tập trung đông dân nhất, tổng số dân của Hà Nội tính đến 1/4/2009 là 6472200 người, mật độ dân số trung bình là 1979 người/ km 2 . Mật độ dân số đông nhất thuộc quận Đống Đa lên tới 35341 người/km2. Kết quả điều tra dân số 4/2009 cho thấy, nguồn nhân lực lao động của toàn lưu vực tăng nhanh, đặc biệt là ở thành thị. Cho đến năm 2009 tốc độ tăng của lực lượng lao động đạt 2,5%/năm, ở thành thị tốc độ tăng của lực lượng lao động là 5,7%, trong khi đó vùng nông thôn chỉ đạt 1,75%. Tốc độ tăng lao động nhanh không phù hợp với tốc độ tăng trưởng của nền kinh tế, nên số người thất nghiệp và thiếu việc làm ở đây khá cao, tác động xấu đến môi trường tự nhiên, môi trường xã hội. Sự phân bố nguồn nhân lực và tốc độ tăng trưởng nguồn nhân lực giữa các vùng, các địa phương cũng rất khác nhau, không tương ứng với nguồn tài nguyên thiên nhiên như đất, nước, rừng và khoảng sản cũng như không phù hợp với tốc 17
độ tăng của nền kinh tế. Điều đó dẫn đến những luồng di chuyển dân cư lao động từ vùng này sang vùng khác, cũng là nguyên nhân gây mâu thuẫn, xung đột trong việc khai thác, sử dụng tài nguyên trong vấn đề tìm kiếm việc làm. Bảng 1.2: Tình hình phát triển dân số giai đoạn 19902009 (1000 người) Năm 1990 1995 2000 2003 2009 Tỉnh Toàn vùng 8143,9 8888,2 9510,5 9934,6 10813.7 Hà Nội 2119,1 2431,0 2739,2 3007,0 6472 Hà Tây 2116,7 2299,0 2414,1 2479,4 Hà Nam 722,3 763,7 795,5 814,9 785,0 Nam Định 1715,9 1820,5 1904,1 1935,0 1825,7 Ninh Bình 792,1 855,5 889,8 906,0 898,5 Hoà Bình 677,8 718,5 767,8 792,3 832,5 b)Tình hình phát triển kinh tế Lưu vực sông Nhuệ sông Đáy là khu vực có nền kinh tế xã hội phát triển liên tục từ rất lâu đời, cho đến ngày nay đây vẫn là một vùng kinh tế xã hội phát triển nhất đồng bằng sông Hồng. Ngoài ra, vùng còn có nhiều thị trấn, huyện lỵ với qui mô dân số mỗi thị trấn, huyện lỵ khoảng 3000 5000 người. Những năm qua các cơ sở hạ tầng của các khu đô thị đang phát triển mạnh, nhưng chưa được đầu tư thích đáng và chưa đáp ứng được nhu cầu phất triển. Trong tương lai định hướng phát triển đô thị vùng được bố trí theo cụm hay theo chùm. [8] 1.4. HIỆN TRẠNG TÀI NGUYÊN NƯỚC a) Lưu vực sông Đáy Lưu vực sông Đáy trên địa bàn thành phố Hà Nội với chiều dài 114 km. Các chi lưu của sông Đáy: sông Tích, sông Bùi, sông Thanh Hà. Mùa lũ kéo dài từ tháng 6 đến tháng 9, lượng dòng chảy chiếm 70 – 80% tổng lượng dòng chảy năm. Bảng 1.3: Tài nguyên nước mặt trên lưu vực sông Đáy Tần suất Tài nguyên nước mặt ( tỷ m3) Tổng (tỷ m3) 18
xuất hiện Sản sinh trên Sông Đào Sông Ninh Cơ lưu vực 50% 6,88 22,2 6,94 36,02 75% 4,75 20,5 6,41 31,66 80% 3,74 17,4 5,44 26,58 95% 2,16 15,8 4,94 22,9 Nguồn: Cục quản lý tài nguyên nước Bảng trên cho thấy tần suất xuất hiện của lượng nước tự sản sinh trong lưu vực và lượng nước được chuyển từ sông Hồng qua sông Đào, sông Ninh Cơ, hai con sông cung cấp nước chính cho phía hạ lưu sông Đáy. Trong mùa mưa, mực nước và lưu lượng các sông suối lớn thay đổi nhanh, tốc độ dòng chảy đạt từ 2 3 m/s, biên độ mực nước trong từng con lũ thường 4 5 m. Mực nước và lưu lượng lớn nhất năm có có khả năng xuất hiện trong tháng VII, VIII, hoặc IX, nhưng phổ biến vào tháng VIII. Phân phối dòng chảy năm lưu vực sông Đáy được trình bày trong bảng (1.4) [5]. Bảng 1.4: Phân phối dòng chảy năm các trạm thuộc lưu vực sông Đáy Tháng Sông Bùi Sông Tích Sông Đáy 3 Q (m /s) Tỷ lệ % Q (m3/s) Tỷ lệ % Q (m /s) Tỷ lệ % 3 I 0 ,313 2 ,38 8 ,27 2 ,35 12 ,1 1 ,93 II 0 ,255 1 ,94 8 ,49 2 ,42 2 ,8 2 ,04 III 0 ,205 1 ,56 7 ,22 2 ,05 11 ,5 1 ,84 IV 0 ,27 2 ,05 13 ,4 3 ,81 18 ,2 2 ,91 V 0 ,544 4 ,13 24 ,5 6 ,97 34 ,2 5 ,47 VI 1 ,04 7 ,9 33 ,6 9 ,36 55 ,4 8 ,85 VII 1 ,62 12 ,3 34 ,4 9 ,79 81 ,8 13 ,1 VIII 2 ,52 19 ,1 56 ,5 16 ,1 135 21 ,6 IX 3 ,31 25 ,1 77 ,1 21 ,9 145 23 ,2 X 1 ,79 13 ,6 46 ,8 13 ,3 74 ,4 11 ,9 XI 0 ,911 6 ,92 22 ,8 6 ,49 32 ,8 5 ,24 XII 0 ,388 2 ,95 18 ,3 5 ,21 12 ,5 2 Mùa lũ 2 ,06 78 ,1 49 ,7 70 ,7 98 ,3 78 ,6 Mùa cạn 0 ,41 21 ,9 14 ,7 29 ,3 19 ,2 21 ,4 Năm 1 ,1 100 28 ,5 100 52 ,9 100 Nguồn: Cục Bảo Vệ Môi Trường 2006 b) Lưu vực sông Nhuệ Sông Nhuệ là một con sông nhỏ dài 74 km, nhận nước từ sông Hồng và 19
lượng mưa trên toàn lưu vực khống chế của sông Nhuệ cuối cùng đổ vào sông Đáy qua cống Lương Cổ ở khu vực thành phố Phủ Lý. Về mùa kiệt cống Liên Mạc luôn mở để lấy nước sông Hồng vào sông Nhuệ, còn về mùa lũ chỉ mở khi mực nước sông Hồng dưới báo động cấp I và trong đồng có nhu cầu cấp nước. Cống Lương Cổ về mùa lũ luôn luôn mở để tiêu nước và chỉ đóng lại khi có phân lũ qua đập Đáy. Nước sông Tô Lịch thường xuyên xả vào sông Nhuệ với lưu lượng trung bình từ 1117m3/s, lưu lượng cực đại đạt 30m3/s . c) Tình trạng ô nhiễm nước trên lưu vực Trong những năm gần đây, tình hình phát triển kinh tế xã hội diễn ra rất mạnh đem lại nhiều lợi ích to lớn cho nền kinh tế quốc dân. Tuy nhiên, ngoài những lợi ích mang lại, thì tình trạng ô nhiễm do những mặt trái của các hoạt động trên gây ra đang ở mức báo động. Môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng trong khu vực đang bị ô nhiễm gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ người lao động cũng như người dân sống quanh vùng. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến môi trường bị ô nhiễm, hầu hết là do việc xả thải vào môi trường không đảm bảo tiêu chuẩn và quy trình gây nên tình trạng mất cân bằng, dẫn đến ô nhiễm. Các nguồn gây ô nhiễm đó chủ yếu là do các hoạt động: nước thải từ sinh hoạt và đô thị; từ công nghiệp; từ các làng nghề và tiểu thủ công nghiệp; từ nông nghiệp, thuỷ sản và từ các nguồn khác (bệnh viện, dịch vụ). Theo thống kê của Trung tâm quan trắc môi trường (Tổng cục môi trường), mỗi ngày sông Nhuệ Đáy phải gánh trên 2,5 triệu m3 nước thải từ sản xuất nông nghiệp. Sản xuất Công nghiệp 610000 m3/ngày, nước thải sinh hoạt 630 m3/ngày, nước thải bệnh viện 15500m3/ ngày... chưa kể đến nước thải của hoạt động du lịch, hoạt động sản xuất của làng nghề... Hiện nay, chất lượng nước sông Nhuệ Đáy đang bị ô nhiễm, nhiều đoạn bị ô nhiễm tới mức báo động. Theo một số kết quả phân tích nước sông Nhuệ Đáy gần đây, chất lượng nước sông đang bị ô nhiễm nặng, vượt tiêu chuẩn cho phép hàng chục lần .Mẫu nước sông Nhuệ lấy tại Cầu Hà Đông cho thấy, hàm lượng ô xy hòa tan có trong nước thấp hơn quy chuẩn tới 7 lần, hàm lượng chất hữu cơ vượt tiêu chuẩn 10 lần, NH4 vượt quy chuẩn 35 . , 6 lần.... 20