Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường: Sử dụng chỉ số WQI để đánh giá chất lượng nước sông Vàng Danh, thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh

Chia sẻ: Elfredatran Elfredatran | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:92

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là sử dụng chỉ số WQI để đánh giá chất lượng nước sông Vàng Danh, thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh và đề xuất một số giải pháp quản lý, giảm thiểu tác động tiêu cực. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường: Sử dụng chỉ số WQI để đánh giá chất lượng nước sông Vàng Danh, thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG PHẠM VĂN NHỊ SỬ DỤNG CHỈ SỐ WQI ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG VÀNG DANH, THÀNH PHỐ UÔNG BÍ, TỈNH QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Hà Nội – Năm 2013 i
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG ----------------------------------------------- PHẠM VĂN NHỊ SỬ DỤNG CHỈ SỐ WQI ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG VÀNG DANH, THÀNH PHỐ UÔNG BÍ, TỈNH QUẢNG NINH Chuyên ngành: Môi trƣờng trong phát triển bền vững (Chƣơng trình đào tạo thí điểm) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. TRẦN THỊ HỒNG Hà Nội - Năm 2013 ii
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS. Trần Thi ̣ Hồ ng đã tận tình hƣớng dẫn tôi hoàn thành tốt luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy , cô ở Trung tâm Nghiên cứu Tài nguyên và Môi trƣờng đã truyền đạt cho tôi kiến thức trong suốt những năm học ở trƣờng. Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm Quan trắc và Phân tích Môi trƣờng – Sở Tài nguyên và Môi trƣờng Quảng Ninh đã tạo điều kiện cho tôi tiến hành thực nghiệm trong thời gian làm luận văn. iii
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn “Sử dụng chỉ số WQI để đánh giá chất lƣợng nƣớc sông Vàng Danh, thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh” là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu trong luận văn đƣợc sử dụng trung thực, kết quả nghiên cứu trong luận văn này chƣa từng đƣợc công bố tại bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày 21 tháng 11 năm 2013 Tác giả luận văn Phạm Văn Nhị iv
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN................................................................................................................... i LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... iv MỤC LỤC ....................................................................................................................... v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ................................................. vii DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................... viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ ..................................................................... x MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1 1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................................................. 1 2. Mục tiêu của đề tài .......................................................................................................................... 2 3. Nội dung luận văn ........................................................................................................................... 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CƢ́U ......................................... 3 1.1 Tổng quan lƣu vực sông Vàng Danh ............................................................................................. 3 1.1.1. Đặc điểm môi trƣờng tự nhiên ............................................................................................... 3 1.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội thành phố Uông Bí thuộc lƣu vực sông Vàng Danh .................... 8 1.1.3. Hiện trạng phát thải ô nhiễm trên lƣu vực sông Vàng Danh ................................................ 15 1.1.4. Tác động ô nhiễm đến chất lƣợng nƣớc và hệ sinh thái sông Vàng Danh ........................... 16 1.2 Tổng quan các phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng nƣớc mặt ................................................... 18 1.2.1 Phƣơng pháp truyền thống trong đánh giá chất lƣợng nƣớc mặt ......................................... 18 1.2.2 Phƣơng pháp chỉ số chất lƣợng nƣớc................................................................................... 19 ̣ ĐIỂM, THỜI GIAN, PHƢƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƢƠNG CHƢƠNG 2. ĐIA PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................................................... 23 2.1 Mục đích nghiên cứu .................................................................................................................... 23 2.1.1 Mục tiêu chính ..................................................................................................................... 23 2.1.2 Mục tiêu cụ thể .................................................................................................................... 23 2.2 Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................................................... 23 2.3 Phƣơng pháp xây dựng WQI ....................................................................................................... 26 2.3.1 Phƣơng pháp WQI của Tổng cục môi trƣờng ban hành ...................................................... 26 2.3.2 Phƣơng pháp tính toán chỉ số chất lƣợng nƣớc theo mô hình cơ bản của Quỹ vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ (NSF – WQI) . ..................................................................................... 31 v
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................... 39 3.1 Đánh giá diễn biến CLN theo kết quả quan trắc môi trƣờng nƣớc .......................................... 39 3.1.1 Đánh giá hiện trạng CLN sông Vàng Danh năm 2013 ........................................................ 39 3.1.2 Diễn biến CLN sông Vàng Danh từ năm 2010 đến năm 2012 ............................................ 43 3.2 Diễn biến CLN sông Vàng Danh dựa trên WQI ........................................................................ 47 3.2.1 Kết quả tính toán WQI sông Vàng Danh năm 2010 đến 2013 theo phƣơng pháp của TCMT 47 3.2.2 Kết quả tính toán WQI sông Vàng Danh từ năm 2010 đến năm 2013 theo phƣơng pháp NSF – WQI cải tiến (Vàng Danh – WQI) .................................................................................................... 55 3.3 Giải pháp đề xuất .......................................................................................................................... 64 3.3.1 Giải pháp quản lý................................................................................................................. 64 3.3.2 Giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu phát thải ..................................................................... 66 3.3.3 Giám sát môi trƣờng ............................................................................................................ 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................ 71 Kết luận .................................................................................................................................................... 71 Kiến nghị .................................................................................................................................................. 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 73 PHỤ LỤC ......................................................................................................... 75 vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT A1 : Sử dụng tốt cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt và các mục đích khác nhƣ loại A2, B1 và B2. A2 : Dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt nhƣng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động vật thủy sinh, hoặc các mục đích sử dụng nhƣ loại B1 và B2. B1 : Dùng cho mục đích tƣới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lƣợng nƣớc tƣơng tự hoặc các mục đích sử dụng nhƣ loại B2. B2 : Giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu chất lƣợng nƣớc thấp. BTNMT : Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand) COD : Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) CLN : Chất lƣợng nƣớc DO : Lƣợng oxy hoà tan (Dissolvel Oxygen) KTXH : Kinh tế xã hội MTV : Một thành viên QCVN : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QLMT : Quản lý môi trƣờng QT : Quan trắc TCMT : Tổng Cục môi trƣờng TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TNHH : Trách nhiệm hữu hạn TNMT : Tài nguyên Môi trƣờng UBND : Ủy ban nhân dân WQI : Chỉ số chất lƣợng nƣớc (Water Quality Index) vii
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. 1: Lƣợng mƣa trung bình nhiều tháng đo đƣợc tại Uông Bí (mm) ------- 7 Bảng 1. 2: Tài nguyên khoáng sản của thành phố Uông Bí . ------------------------ 8 Bảng 1. 3: Hiện trạng phát thải và xử lý nƣớc thải tại các cơ sở xả thải ra sông Vàng Danh -------------------------------------------------------------------------- 15 Bảng 1. 4: So sánh ƣu điểm và hạn chế của phƣơng pháp WQI và phƣơng pháp đánh giá theo tiêu chuẩn truyền thống ------------------------------------------- 20 Bảng 2. 1: Thời gian và thông số quan trắc CLN sông Vàng Danh từ năm 2010 đến 2013 ----------------------------------------------------------------------------- 25 Bảng 2. 2: Bảng quy định các giá trị qi, BPi ------------------------------------------ 28 Bảng 2. 3: Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa ----------- 29 Bảng 2.4: Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH -------------- 29 Bảng 2.5: So sánh chỉ số chất lƣợng nƣớc -------------------------------------------- 30 Bảng 2.6: Thông số, trọng lƣợng đóng góp wi của phƣơng pháp NSF - WQI - 31 Bảng 2.7: Thông số và trọng lƣợng đóng góp wi của phƣơng pháp NSF – WQI/HCM -------------------------------------------------------------------------- 32 Bảng 2.8: Thông số và trọng số đóng góp wi của phƣơng pháp HCM – WQI --- 34 Bảng 2.9: Thông số, trọng số đóng góp wi của phƣơng pháp Vàng Danh – WQI36 Bảng 2.10: Trọng số đóng góp wi của thông số Fe ----------------------------------- 37 Bảng 3.1: Bảng tính chỉ số WQI sông Vàng Danh Quý II năm 2013 ------------- 48 Bảng 3.2: Bảng tính chỉ số WQI sông Vàng Danh Quý I năm 2013 -------------- 48 Bảng 3.3: Bảng tính chỉ số WQI sông Vàng Danh Quý IV năm 2012 ------------ 49 Bảng 3.4: Bảng tính chỉ số WQI sông Vàng Danh Quý III năm 2012 ------------ 49 Bảng 3.5: Bảng tính chỉ số WQI sông Vàng Danh Quý II năm 2012 ------------- 50 Bảng 3.6: Bảng tính chỉ số WQI sông Vàng Danh Quý I năm 2012 -------------- 50 Bảng 3.7: Bảng tính chỉ số WQI sông Vàng Danh Quý IV năm 2011 ------------ 51 Bảng 3.8: Bảng tính chỉ số WQI sông Vàng Danh Quý III năm 2011 ------------ 51 viii
Bảng 3.9: Bảng tính chỉ số WQI sông Vàng Danh Quý II năm 2011 ------------- 52 Bảng 3.10: Bảng tính chỉ số WQI sông Vàng Danh Quý I năm 2011 ------------- 52 Bảng 3.11: Bảng tính chỉ số WQI sông Vàng Danh Quý VI năm 2010 ----------- 53 Bảng 3.12: Bảng tính chỉ số WQI sông Vàng Danh Quý III năm 2010 ----------- 53 Bảng 3.13: Bảng tính chỉ số WQI sông Vàng Danh Quý II năm 2010 ----------- 54 Bảng 3.14: Bảng tính chỉ số WQI sông Vàng Danh Quý I năm 2010 ------------- 54 Bảng 3.15: Bảng tính toán chỉ số WQI sông Vàng Danh năm quý II năm 2013 - 56 Bảng 3.16: Bảng tính toán chỉ số WQI sông Vàng Danh năm quý I năm 2013 -- 56 Bảng 3.17: Bảng tính toán chỉ số WQI sông Vàng Danh năm quý IV năm 2012 57 Bảng 3.18: Bảng tính toán chỉ số WQI sông Vàng Danh năm quý III năm 2012 57 Bảng 3.19: Bảng tính toán chỉ số WQI sông Vàng Danh năm quý II năm 2012 - 58 Bảng 3.20: Bảng tính toán chỉ số WQI sông Vàng Danh năm quý I năm 2012 -- 58 Bảng 3.21: Bảng tính toán chỉ số WQI sông Vàng Danh năm quý IV năm 2011 59 Bảng 3.22: Bảng tính toán chỉ số WQI sông Vàng Danh năm quý III năm 2011 59 Bảng 3.23: Bảng tính toán chỉ số WQI sông Vàng Danh năm quý II năm 2011 60 Bảng 3.24: Bảng tính toán chỉ số WQI sông Vàng Danh năm quý I năm 2011 - 60 Bảng 3.25: Bảng tính toán chỉ số WQI sông Vàng Danh năm quý IV nă m 2010 61 Bảng 3.26: Bảng tính toán chỉ số WQI sông Vàng Danh năm quý III năm 2010 61 Bảng 3.27: Bảng tính toán chỉ số WQI sông Vàng Danh năm quý II năm 2010 - 62 Bảng 3.28: Bảng tính toán chỉ số WQI sông Vàng Danh năm quý I năm 2010 -- 62 Bảng 3.29: Vị trí các trạm quan trắc đề xuất ------------------------------------------ 68 Bảng 3.30: Các thông số quan trắc đề xuất ------------------------------------------- 69 ix
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ Hình 1.1: Sơ đồ thành phố Uông Bí ----------------------------------------------------- 3 Hình 2.1: Sơ đồ mạng điểm quan trắc môi trƣờng trên sông Vàng Danh --------- 23 Hình 2.2: Đồ thị và phƣơng trình nội suy chỉ số phụ của thông số Fe ------------ 38 Hình 3.1: Diễn biến pH trong nƣớc sông Vàng Danh ------------------------------- 39 Hình 3.2: Diễn biến DO trong nƣớc sông Vàng Danh ------------------------------- 39 Hình 3.3: Diễn biến thông số BOD5 trong nƣớc sông Vàng Danh ---------------- 40 Hình 3.4: Diễn biến thông số COD trong nƣớc sông Vàng Danh ----------------- 40 Hình 3.5: Diễn biến thông số Coliform trong nƣớc sông Vàng Danh ------------- 41 Hình 3.6: Diễn biến thông số TSS trong nƣớc sông Vàng Danh ------------------- 41 Hình 3.7: Diễn biến thông số N-NH4+ trong nƣớc sông Vàng Danh ------------- 42 Hình 3.8: Diễn biến thông số P-PO43- trong nƣớc sông Vàng Danh ------------- 42 Hình 3.9: Diễn biến thông số độ đục trong nƣớc sông Vàng Danh --------------- 43 Hình 3.10: Biểu đồ pH trong nƣớc sông Vàng Danh từ năm 2010 đến năm 2012 ---------------------------------------------------------------------------------------- 43 Hình 3.11: Biểu đồ thông số DO trong nƣớc sông Vàng Danh từ năm 2010 đến năm 2012 ---------------------------------------------------------------------------- 44 Hình 3.12: Biểu đồ thông số BOD5 sông Vàng Danh từ năm 2010 đến năm 2012 ---------------------------------------------------------------------------------------- 44 Hình 3.13: Biểu đồ thông số COD trong nƣớc sông Vàng Danh từ năm 2010 - 2012 ---------------------------------------------------------------------------------- 45 Hình 3.14: Biểu đồ thông số COD trong nƣớc sông Vàng Danh từ năm 2010 - 2012 ---------------------------------------------------------------------------------- 45 Hình 3.15: Biểu đồ thông số N-NH4 trong nƣớc sông Vàng Danh từ năm 2010 đến năm 2012 ----------------------------------------------------------------------- 46 x
Hình 3.16: Biểu đồ thông số TSS trong nƣớc sông Vàng Danh từ năm 2010 - 2012 ---------------------------------------------------------------------------------- 46 Hình 3.17: Biểu đồ thông số P-PO4 trong nƣớc sông Vàng Danh từ năm 2010 - 2012 ---------------------------------------------------------------------------------- 47 Hình 3.18: Biểu đồ chỉ số WQI sông Vàng Danh từ năm 2010 đến năm 2013 -- 55 Hình 3.19: Biểu đồ chỉ số Vàng Danh - WQI sông Vàng Danh từ năm 2010 đến năm 2013 ---------------------------------------------------------------------------- 63 Hình 3.20: Sơ đồ bố trí trạm quan trắc môi trƣờng nƣớc trên sông Vàng Danh - 69 xi
MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Nƣớc là tài nguyên đặc biệt quan trọng, là thành phần thiết yếu của sự sống và môi trƣờng, quyết định sự tồn tại, phát triển bền vững của đất nƣớc. Tài nguyên nƣớc tồn tại ở các dạng khác nhau trong khí quyển, địa quyển, sinh quyển... Theo Điều 2 của Luật Tài nguyên nƣớc Việt Nam số 17/2012/QH13 đƣợc Quốc hội nƣớc Cộng hoà Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 21 tháng 6 năm 2012 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01 tháng 01 năm 2013 [25] thì tài nguyên nƣớc bao gồm các nguồn nƣớc mặt, nƣớc dƣới đất, nƣớc mƣa và nƣớc biển thuộc lãnh thổ nƣớc Cộng hoà Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam. Thành phố Uông Bí nằm phía Tây của tỉnh Quảng Ninh. Đây là một trong những thành phố công nghiệp quan trọng của tỉnh, đặc biệt là ngành công nghiệp khai thác khoáng sản, công nghiệp nhiệt điện và vật liệu xây dựng chiếm tỷ trọng chủ yếu của nền kinh tế. Bên cạnh sự tích cực về mặt kinh tế đã góp phần nâng cao đời sống vật chất cho nhân nhân, các cơ sở sản xuất công nghiệp trên đã gây ảnh hƣởng tiêu cực đến môi trƣờng và xã hội. Việc xả thải nƣớc thải từ các hoạt động khai thác khoáng sản, nhiệt điện, công nghiệp chế biến và nƣớc thải sinh hoạt khu dân cƣ đã ảnh hƣởng xấu tới chất lƣợng nguồn nƣớc trên địa bàn thành phố Uông Bí. Thành phố Uông Bí có một số sông chính nhƣ: sông Vàng Danh, sông Sinh, sông Uông và sông Đá Bạc… các sông này đều chảy theo hƣớng Bắc Nam. Sông Vàng Danh là điểm hợp lƣu của các nhánh suối Uông Thƣợng Đông, Uông Thƣợng Tây, suối Nam Mẫu, suối Miếu Tháp và một số nhánh suối nhỏ khác; các nhánh suối này bắt nguồn từ dãy núi Bảo Đài ở phía Bắc chạy theo hƣớng Bắc – Nam xuyên qua địa hình các vỉa than rồi nhập lại thành sông Vàng Danh và chảy về phía Nam ra sông Uông. Sông Vàng danh có giá trị lớn đối với việc cung cấp nƣớc cho sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp và điều hòa nƣớc về mùa mƣa. Sông Vàng Danh đang tiếp nhận các nguồn xả thải từ các cơ sở khai thác than, vật liệu xây dựng, 1
nƣớc thải sinh hoạt của các khu dân cƣ thuộc lƣu vực sông và một số các nguồn thải khác. Do đó, chất lƣợng nƣớc sông Vàng Danh đang có dấu hiệu bị ô nhiễm bởi sự tác động của các nguồn xả thải trên. Việc đánh giá chất lƣợng nƣớc sông Vàng Danh thông qua việc quan trắc chất lƣợng nƣớc và so sánh với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN) về chất lƣợng nƣớc mặt đang đƣợc áp dụng chƣa thể hiện đƣợc rõ nét các diễn biến chất lƣợng nƣớc theo thời gian, cũng nhƣ theo không gian. Phƣơng pháp tiếp cận dựa trên chỉ số chất lƣợng nƣớc WQI (Water Quality Index) cho phép tổng hợp các thông số chất lƣợng nƣớc thành một chỉ số duy nhất để đánh giá diễn biến chất lƣợng nƣớc sông Vàng Danh thay đổi theo thời gian từ năm 2010 đến năm 2013, trên cơ sở đó cảnh báo nguy cơ ô nhiễm nƣớc sông nhằm đề xuất các biện pháp quản lý, giảm thiểu hợp lý cũng nhƣ có kế hoạch quy hoạch sử dụng nguồn tài nguyên nƣớc trên địa bàn thành phố một cách bền vững. 2. Mục tiêu của đề tài Sử dụng chỉ số WQI để đánh giá chất lƣợng nƣớc sông Vàng Danh, thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh và đề xuất một số giải pháp quản lý, giảm thiểu tác động tiêu cực. 3. Nội dung luận văn Cấu trúc nội dung luận văn gồm các phần sau: Phần Mở đầu Chƣơng 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chƣơng 2. Địa điểm, thời gian, phƣơng pháp luận và phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục 2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CƢ́U 1.1 Tổng quan lƣu vực sông Vàng Danh 1.1.1. Đặc điểm môi trường tự nhiên a) Vị trí địa lý Sông Vàng Danh là hợp lƣu của các nhánh suối bắt nguồn từ dãy núi Bảo Đài chạy theo hƣớng Bắc Nam. Sông Vàng Danh thuộc địa phận phƣờng Vàng Danh và phƣờng Bắc Sơn, thành phố Uông Bí. Dƣới đây là sơ đồ thành phố Uông Bí thuộc tỉnh Quảng Ninh. Hình 1.1: Sơ đồ thành phố Uông Bí [24] 3
Thƣợng lƣu sông Vàng Danh chảy qua xã Thƣợng Yên Công, đây là xã miền núi nằm phía Bắc của thành phố Uông Bí. Các xã trên có địa hình đồi núi cao, phần lớn diện tích là rừng tự nhiên hoặc rừng trồng và có 02 cơ sở khai thác than lớn là mỏ than Đồng Vông và Vietmindo. Lƣu vực sông Vàng Danh chảy qua 2 phƣờng Vàng Danh và phƣờng Bắc Sơn, sau đó đổ ra sông Uông và tiếp tục đổ vào sông Đá Bạc và đổ ra biển. Trong phạm vi lƣu vực này có các cơ sở khai thác than lớn của Uông Bí nhƣ mỏ than Vàng Danh, mỏ than Vietmindo và mỏ than Đồng Vông. Những cơ sở khai thác trên đang và sẽ ảnh hƣởng tiêu cực đến chất lƣợng nƣớc sông Vàng Danh . Ngoài các nguồn thải do khai thác than gây ra, còn các nguồn thải từ quá trình sản xuất nông nghiệp và dân sinh cũng gây tác động không nhỏ tới chất lƣợng nƣớc sông Vàng Danh. Đây là một trong các vấn đề quan trọng, ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng nƣớc sông và các vấn đề bảo vệ nguồn nƣớc, bảo vệ môi trƣờng của lƣu vực này. b) Địa hình, địa mạo Địa hình, địa mạo, có thể phân biệt địa hình từ núi ra biển là núi, đồi, đồng bằng và hải đảo và địa hình tạo bởi hai đứt gãy lớn, làm cho các địa hình trên có điều kiện xen kẽ. Địa hình núi thấp cánh cung Đông Triều có dãy núi lớn chạy song song với biển, kéo dài từ Đông Triều qua Ba Chẽ đến Móng Cái theo hƣớng Đông Bắc – Tây Nam giống nhƣ hình vòng cung quay bề lồi về phía biển [3]. Các đỉnh núi lớn ở cánh cung Đông Triều - Uông Bí đƣ ợc cấu tạo bằng đá phun trào rhyolite. Các núi hầu hết có độ cao dƣới 1000m. Vùng phía Bắc có các đỉnh cao nhất là núi Khoáng Nam Châu Lãnh cao 1.506 m, Cao Xiêm cao 1.330 m. Phía Tây Nam có các đỉnh cao đáng kể là núi Yên Tử với độ cao 1083m, Am Váp cao 1094m...[3]. Các núi ở đây cấu tạo bởi đá phun trào riolit khó phá hủy tạo nên địa hình tƣơng đối sắc nét, đỉnh nhọn, sƣờn dốc, độ chia cắt sâu và dày. Đây cũng là đƣờng chia cắt của các con sông ngắn của Quảng Ninh chảy trực tiếp ra vịnh Bắc Bộ và cũng là nơi đón gió mùa gây mƣa địa hình rất lớn trƣớc núi. 4
Đồng bằng ven biển: chiếm 10% diện tích toàn tỉnh, có dải lớn nhất là đồng bằng ven biển miền Đông và đồng bằng phù sa sông Thái Bình ở miền Tây. Dải đồng bằng phù sa sông Thái Bình rất hẹp kẹp giữa dãy núi Yên Tử và hạ lƣu sông Thái Bình kéo dài từ Đông Triều tới Yên Hƣng. Về địa mạo có thể phân chia thành hai dải: + Đồng bằng phù sa ven sông Thái Bình thấp và bằng phẳng, nhiều nơi bị ảnh hƣởng mặn khi triều lên. Dọc theo bờ sông đã đƣợc đắp đê ngăn mặn để cấy lúa. Đặc biệt khu vực nam Uông Bí có nhiều núi đá vôi thuộc dạng Karst sét nối liền với vùng karst Kinh Môn của tỉnh Hải Dƣơng. + Đồng bằng xen đồi núi chạy song song với dải trên, có nhiều đồi núi thấp từ 50 – 75m. Sƣờn dốc, thoải, đỉnh bằng [3]. c) Địa chất Khu vực nghiên cứu nằm ở phía Bắc đƣờng 18B qua thị xã Uông Bí với cấu tạo nền tảng rắn chủ yếu là các đá trầm tích lục nguyên có tuổi từ Triat đến Đệ tứ, ít hơn là các thành tạo cacbonat. Nét nổi bật nhất là các trầm tích có hạt thô và sự phân bố rộng rãi của các vỉa than công nghiệp trong phân hệ tầng dƣới của hệ tầng Hòn Gai. Đặc điểm đó tạo nên tính sắc sảo của địa hình các dãy núi và khả năng tạo vỏ phong hóa sét bị hạn chế. Các thành tạo địa chất tạo nên các nếp uốn với phƣơng kéo dài chung á vĩ tuyến đã quyết định tới hình thái dạng tuyến của địa hình theo phƣơng này. Theo trật tự từ cổ đến trẻ, các thành tạo địa chất trong khu vực nghiên cứu bao gồm: - Hệ tầng Bình Liêu (T2a bl) phân bố ở khu vực phía bắc Thung lũng Than Thùng, mặt cắt phổ biến gồm các trầm tích – nguồn núi lửa nhƣ đá cát kết, cuội kết, cát kết tủa, chuyển lên các thành tạo phun trào ryolit porphyr, đacit porphyr xen các thấu kính hay lớp mỏng cuội kết tủa, cát kết tủa. Hệ tầng đƣợc phân chia thành 2 phụ hệ tầng: phụ hệ tầng dƣới có diện phân bố hẹp và phụ hệ tầng trên có diện phân bố rộng hơn, kéo dài thành dải liên tục rộng 2- 4km dọc thung lũng Than Thùng. - Hệ tầng Hòn Gai (T3n – r hg ) là thành phần chính cấu tạo nên các dãy núi thuộc thị xã Uông Bí. Đây là hệ tầng chứa than cung cấp nhiên liệu quan trọng nhất 5
của nƣớc ta. Thuộc phạm vi thị xã Uông Bí, hệ tầng Hòn Gai phân bố trong hai dải chính: dải thứ nhất kéo dài từ Yên Tử đến Bảo Đài, tạo nên dãy núi cao nhất ở phía Bắc thị xã; dải thứ hai kéo dài từ Đông Mạo Khê qua núi Ba Vàng, núi Bình Hƣơng, núi U Mòi đến Hòn Gai. Các thành tạo địa chất của hệ tầng này chủ yếu gồm các thành tạo hạt thô nhƣ cát kết, bột kết, một số nơi có cuội kết xen phiến sét, thạch anh,... Sản phẩm vỏ phong hóa thƣờng là litoma hoặc saprolit với bề dày hạn chế. - Địa chất khu vực nghiên cứu hoàn toàn là đất đá nguyên thổ ổn định. Cấu tạo địa chất phân thành 2 lớp cơ bản: - Lớp phủ là lớp á cát, á sét lẫn sỏi sạn, chiều dày lớp phủ thay đổi và khoảng 1,5  4m. - Dƣới lớp phủ á cát, á sét là đá dốc dạng bột kết, cát kết, sét kết bị phong hoá, thế nằm ổn định. d) Đặc điểm khí hậu Khu vực thành phố Uông Bí nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới gió mùa và chịu ảnh hƣởng của khí hậu biển nên khá ôn hoà. Hằng năm có hai mùa rõ rệt, mùa hè từ tháng 5 đến tháng 10 với đặc trƣng nóng ẩm, mƣa nhiều và mùa đông lạnh từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau [6]: - Nhiệt độ + Nhiệt độ trung bình hàng năm vào khoảng 220C + Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất trong năm là tháng 6, tháng7: 28,20C – 28,80C, tháng có nhiệt độ thấp nhất là tháng 1 và tháng 2: 14,60C – 15,10C. + Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 380C. + Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối: 80C [6], [11]. - Lượng mưa Lƣợng mƣa trung bình hàng năm là 1511,4 mm phân bố không đều trong năm (bảng 1.1) và phân thành hai mùa rõ rệt: + Mùa mƣa nhiều: từ tháng 4 đến tháng 9 chiếm 80% tổng lƣợng mƣa cả năm. Tháng có lƣợng mƣa lớn nhất là tháng 8 đạt 307,4mm. 6
+ Mùa mƣa ít: từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, lƣợng mƣa chỉ chiếm 20% tổng lƣợng mƣa cả năm. Tháng có lƣợng mƣa ít nhất là tháng 12 (4 - 30mm) [6]. Bảng 1. 1: Lƣợng mƣa trung bình nhiều năm đo đƣợc tại Uông Bí (mm) [6] Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng Lƣợng mƣa 20,6 22,7 47,1 81,3 204,3 215,1 243,2 307,4 201,7 106 40,6 21,4 1.511,4 - Độ ẩm không khí Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là 83%. Độ ẩm không khí thƣờng thay đổi theo mùa và các tháng trong năm, cao nhất vào tháng 3 và tháng 4 đạt 87%, thấp nhất vào tháng 11 và tháng 12 đạt 77% [6]. e) Đa dạng sinh học - Động vật thủy sinh: Lƣu vực sông Vàng Danh do bị ảnh hƣởng nƣớc thải từ các cơ sở công nghiệp khai thác than nên động vật thuỷ sinh ở lƣu vực này nghèo nàn không có giá trị kinh tế cao. - Thực vật: Hệ thực vật ven bờ lƣu vực sông Vàng Danh chủ yếu là cây thuộc họ thân thảo và một số loài cây thuộc họ thân gỗ, các loài cây trên có giá trị kinh tế cũng nhƣ giá trị dƣợc liệu thấp. f) Đặc điểm thủy văn Sông Vàng Danh là hợp lƣu của các nhánh suối bắt nguồn từ dãy núi Bảo Đài chạy theo hƣớng Bắc Nam. Độ dốc lƣu vực và độ dốc lòng sông tƣơng đối lớn. Độ dài dòng sông khoảng hơn 3 km. Lƣu lƣợng nƣớc sông vào mùa mƣa vào khoảng 1,2m3/s; vào mùa khô lƣợng nƣớc ít hơn. Nƣớc sông thƣờng có màu đen, một số đoạn ngắn và dốc bị bồi lắng do nƣớc thải mỏ [3]. 7
1.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội thành phố Uông Bí thuộc lưu vực sông Vàng Danh a) Đặc điểm kinh tế - Công nghiệp Công nghiệp là một thế mạnh của thành phố Uông Bí, đƣợc thiên nhiên đặc biệt ƣu đãi với nhiều loại khoáng sản khác nhau có giá trị kinh tế đã và đang tạo nên ngành công nghiệp phát triển. Trong đó: + Công nghiệp khai thác than: than ở Uông Bí tập trung chủ yếu tại địa bàn phƣờng Vàng Danh, xã Thƣợng Yên Công và xã Phƣơng Đông. Hiện nay trên địa bàn có 5 cơ sở đƣợc cấp phép hoạt động khai thác than bao gồm: Công ty than Uông Bí, Công ty cổ phần than Vàng Danh, Công ty TNHH MTV than Nam Mẫu, Xí nghiệp than Uông Bí – Công ty Cổ phần Xi măng và Xây dựng Quảng Ninh và Công ty than Vietmindo. Sản lƣợng khai thác năm 2010 đạt khoảng 12,9 triệu tấn, trong đó sản lƣợng khai thác trên vùng than Vàng Danh đạt 3,85 triệu tấn/năm. Công nghiệp khai thác, chế biến than là ngành công nghiệp chủ đạo có tác động rất lớn đến phát triển kinh tế xã hội của thành phố [12]. + Ngành công nghiệp khai thác và sản xuất vật liệu xây dựng bao gồm: đá, sỏi, cát, xi măng, vôi, gạch, ngói… tập trung chủ yếu ở các phƣờng Vàng Danh, Quang Trung, Phƣơng Nam và xã Thƣợng Yên Công… cung cấp nhu cầu về vật liệu xây dựng cho thành phố và các vùng lân cận. Bảng 1. 2: Tài nguyên khoáng sản của thành phố Uông Bí [12] TT Tài nguyên Trữ lƣợng Tiềm năng Địa điểm 1. Than đá Vàng Danh, Thƣợng Yên 300 500 (triệu tấn) Công, Phƣơng Đông 2. Đá vôi 28 -30 45 Phƣơng Nam, Phƣơng Đông (triệu m3) 3. Đất sét 20-22 30 Thanh Sơn (triệu m3) 8
4. Cát xây dựng 5-10 20 Phƣơng Đông, Thanh Sơn (triệu m3) 5. Nhựa thông Phƣơng Đông, Bắc Sơn, Trƣng 550-600 650 (tấn) Vƣơng, Nam Khê 6. Gỗ các loại 847 Khoanh nuôi Rừng phía Bắc (nghìn tấn) - Nông nghiệp Trồng trọt: Tổng diện tích trồng trọt của thành phố là 4526ha, phân bố tại các xã, phƣờng ven đô của thành phố nhƣ phƣờng Phƣơng Nam, Phƣơng Đông, Nam Khê, Bắc Sơn, xã Uông Thƣợng Công. Các loại cây đƣợc trồng chủ yếu là lúa, ngô, khoai, lạc, các loại rau và cây ăn quả. Chăn nuôi: Trong những năm qua ngành chăn nuôi của thành phố phát triển khá nhanh, chiếm 52,7% giá trị sản xuất ngành nông nghiệp. Tổng đàn vật nuôi có 1.850 con trâu; 2.242 ngàn con bò; 12 ngàn con lợn; 151 ngàn con gia cầm. Ngoài ra, một số mô hình chăn nuôi động vật có giá trị kinh tế cao cũng đƣợc phát triển mạnh mẽ nhƣ hƣơu, nhím, lợn rừng...[12]. Lâm nghiệp: Tổng diện tích rừng của thành phố là 12.701,88ha, chiếm 71,48 diện tích đất nông nghiệp. Trong đó rừng sản xuất chiếm 10.135,30 ha, rừng phòng hộ chiếm 144,55ha, rừng đặc dụng chiếm 2.422,03 ha. Sản xuất lâm nghiệp của thành phố phát triển nhanh với sự tham gia tích cực của các thành phần kinh tế và nhân dân; công tác chăm sóc và bảo vệ rừng và phát triển diện tích rừng đƣợc quan tâm chú trọng [12]. Thuỷ sản: Tổng diện tích nuôi trồng thuỷ sản ƣớc tính thực hiện 1.226 ha. Sản lƣợng thuỷ sản ƣớc đạt 2.885 tấn/năm. Cá chiếm tỷ trọng chủ yếu, năng suất đạt 2 - 2,5 tấn/ha. Nhiều hộ thâm canh giống cao sản thử nghiệm nhƣ chim trắng, rô phi đơn tính, rô phi GIFP [12]. Thuỷ lợi: Thành phố Uông Bí tập trung kiểm tra, chỉ đạo việc cung cấp nƣớc tƣới phục vụ sản xuất, sử dụng tiết kiệm nguồn nƣớc tại các hồ, đập đảm bảo nƣớc 9