Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ứng dụng mô hình dòng chảy vật chất (MFA) và hệ thống thông tin địa lý (GIS) đánh giá nguồn phát thải và biến đổi hàm lượng Nitơ trong môi trường nước hệ thống sông Thái Bình khu vực tỉnh Hải Dương

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:102

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của luận văn là phân tích các dạng của hợp chất Nitơ và đánh giá hiện trạng ô nhiễm Nitơ trong môi trường nước thuộc các hệ thống sông khu vực tỉnh Hải Dương. Xây dựng mô hình dòng chảy vật chất (MFA) và ứng dụng mô hình để tìm nguồn gốc phát thải của Nitơ ra môi trường nước mặt. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ứng dụng mô hình dòng chảy vật chất (MFA) và hệ thống thông tin địa lý (GIS) đánh giá nguồn phát thải và biến đổi hàm lượng Nitơ trong môi trường nước hệ thống sông Thái Bình khu vực tỉnh Hải Dương

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Phú Đồng NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH DÒNG CHẢY VẬT CHẤT (MFA) VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) ĐÁNH GIÁ NGUỒN PHÁT THẢI VÀ BIẾN ĐỔI HÀM LƢỢNG NITƠ TRONG MÔI TRƢỜNG NƢỚC HỆ THỐNG SÔNG THÁI BÌNH KHU VỰC TỈNH HẢI DƢƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2014
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Phú Đồng NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH DÒNG CHẢY VẬT CHẤT (MFA) VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) ĐÁNH GIÁ NGUỒN PHÁT THẢI VÀ BIẾN ĐỔI HÀM LƢỢNG NITƠ TRONG MÔI TRƢỜNG NƢỚC HỆ THỐNG SÔNG THÁI BÌNH KHU VỰC TỈNH HẢI DƢƠNG Chuyên ngành: Hóa Phân tích Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Lê Văn Chính PGS.TS Tạ Thị Thảo Hà Nội - 2014
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu ứng dụng mô hình dòng chảy vật chất (MFA) và hệ thống thông tin địa lý (GIS) đánh giá nguồn phát thải và biến đổi hàm lƣợng Nitơ trong môi trƣờng nƣớc hệ thống sông Thái Bình khu vực tỉnh Hải Dƣơng” là công trình nghiên cứu của bản thân. Tất cả những thông tin tham khảo dùng trong luận văn lấy từ các công trình nghiên cứu có liên quan đều đƣợc nêu rõ nguồn gốc trong danh mục tài liệu tham khảo. Các kết quả nghiên cứu đƣa ra trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chƣa đƣợc công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác. Ngày tháng năm 2014 TÁC GIẢ Lê Phú Đồng
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Lê Văn Chính, PGS.TS Tạ Thị Thảo đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian làm hoàn thành bản luận văn này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn ông Tạ Hồng Minh, bà Phan Thị Uyên và tập thể cán bộ Trung tâm Quan trắc và Phân tích môi trƣờng tỉnh Hải Dƣơng đã luôn quan tâm, tạo điều kiện giúp đỡ và đóng góp nhiều ý kiến bổ ích để tôi hoàn thành bản luận văn này. Qua đây tôi cũng xin chân thành cám ơn TS. Đỗ Thu Nga đã giúp đỡ tôi và đóng góp nhiều ý kiến khoa học để tôi hoàn thành nghiên cứu này. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình đã luôn bên cạnh, động viên và tạo mọi điều kiện để tôi có thể hoàn thành các nội dung nghiên cứu. Ngày tháng 12 năm 2014 Lê Phú Đồng
MỤC LỤC MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................................3 1.1 Khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu .............. 3 1.1.1 Vị trí địa lý .................................................................................................3 1.1.2 Địa hình, địa mạo .......................................................................................4 1.1.3 Đặc điểm về khí tƣợng – thủy văn .............................................................5 1.1.3.1. Điều kiện khí tƣợng............................................................................5 1.1.3.2. Điều kiện thuỷ văn .............................................................................7 1.1.4 Hiện trạng sử dụng đất ...............................................................................8 1.1.5 Phát triển kinh tế - xã hội, môi trƣờng .......................................................9 1.1.5.1 Về sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp ..............................9 1.1.5.2 Về khu, cụm công nghiệp ...................................................................9 1.1.5.3 Dân số và phát triển đô thị ................................................................11 1.1.2.4 Hiện trạng môi trƣờng khu vực nghiên cứu ......................................12 1.2 Phƣơng pháp phân tích dòng chảy vật chất (MFA) ........................................ 15 1.2.1 Lịch sử phát triển .....................................................................................15 1.2.2 Các ứng dụng của mô hình MFA trong môi trƣờng ................................16 1.3. Giới thiệu về GIS (Geographic Information System) .................................... 19 1.3.1. Giới thiệu chung về GIS .........................................................................19 1.3.2. Các ứng dụng của GIS trong lĩnh vực môi trƣờng nƣớc.........................20 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM ..................24 2.1 Thiết bị, vật tƣ hóa chất .................................................................................. 24 2.1.1 Hóa chất, vật tƣ ........................................................................................24 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ ......................................................................................25 2.2 Vị trí các điểm lấy mẫu, quan trắc .................................................................. 25 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................ 29 2.3.1 Xây dựng mô hình MFA ..........................................................................29
2.3.1.1 Tìm kiếm biểu đồ dòng chảy N cho nghiên cứu MFA tại Hải Dƣơng .......................................................................................................................29 2.3.1.2 Thiết lập mô hình MFA sơ cấp sau khi có các cuộc khảo sát tại hiện trƣờng ............................................................................................................31 2.3.1.3 Đánh giá thông số sau khi tiếp tục khảo sát tại hiện trƣờng đợt 2 ....33 2.3.1.4 Giai đoạn kết thúc .............................................................................33 2.3.2 Xây dựng mô hình tính tải lƣợng Nitơ dựa vào các tham số của mô hình phân phối GIS ...................................................................................................34 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................37 3.1 Đánh giá hiện trạng ô nhiễm Nitơ trong môi trƣờng nƣớc thuộc các hệ thống sông khu vực tỉnh Hải Dƣơng. .............................................................................. 37 3.1.1 Hiện trạng ô nhiễm NH4+-N trong nƣớc sông tại khu vực tỉnh Hải Dƣơng ...........................................................................................................................37 3.1.1.1. Phân tích hàm lƣợng NH4+-N trên hệ thống sông Thái Bình ...........37 3.1.1.2. Phân tích hàm lƣợng NH4+-N trên hệ thống sông Bắc Hƣng Hải ....38 3.1.2 Hiện trạng ô nhiễm NO2--N trong nƣớc sông tại khu vực tỉnh Hải Dƣơng ...........................................................................................................................39 3.1.2.1 Phân tích hàm lƣợng NO2--N trên hệ thống sông Thái Bình ............39 3.1.2.2. Phân tích hàm lƣợng NO2--N trên hệ thống sông Bắc Hƣng Hải ....40 3.1.3 Hiện trạng ô nhiễm NO3--N trong nƣớc sông tại khu vực tỉnh Hải Dƣơng ...........................................................................................................................40 3.1.3.1. Phân tích hàm lƣợng NO3--N trên hệ thống sông Thái Bình ...........40 3.1.3.1. Kết quả NO3--N thuộc hệ thống sông Bắc Hƣng Hải ......................41 3.2 Nghiên cứu ứng dụng mô hình MFA để đánh giá nguồn thải N. ................... 42 3.2.1 Đề xuất các quá trình mô hình trong MFA tính toán chu trình N đối với toàn bộ tỉnh Hải Dƣơng .....................................................................................42 3.2.2 Các thông số đầu vào cho mô hình MFA.................................................44 3.2.3 Thảo luận về mô hình MFA .....................................................................44 3.2.3.1 Quá trình “Hộ gia đình (1)” ..............................................................44 3.2.3.2. Quá trình "công trình vệ sinh (2)" ....................................................45
3.2.3.3. Quá trình “ Hệ thống thoát nƣớc” (3) ..............................................46 3.2.3.4. Quá trình “Thu gom chất thải rắn” (4) .............................................46 3.2.3.5. Quá trình “ chợ” (6) .........................................................................47 3.2.3.6. Quá trình “bãi rác” (7) .....................................................................47 3.2.3.7. Quá trình “chăn nuôi” (12)...............................................................48 3.2.3.8. Quá trình “ Thủy sản (13)” ..............................................................49 3.2.3.9. Quá trình “Trồng lúa và các loại cây trồng khác” (14) ....................49 3.2.4 Đánh giá các thông số trong mô hình MFA .............................................50 3.2.5 Phân tích độ nhạy của các thông số trong mô hình MFA ........................51 3.2.5.1 Dòng N chảy vào nƣớc mặt...............................................................51 3.2.5.2 Dòng N chảy vào hệ thống thoát nƣớc..............................................53 3.2.6 Mô hình MFA với N cho Hải Dƣơng ......................................................55 3.3 Xây dựng mô hình tính tải lƣợng N dựa trên các tham số của mô hình phân phối GIS ................................................................................................................ 56 3.3.1 Các thông số của hệ thống thông tin địa lý GIS ......................................57 3.3.2 Khu vực nghiên cứu .................................................................................58 3.3.2 Số liệu về nguồn thải và số liệu quan trắc các năm .................................61 3.3.3 Xây dựng mô hình tính toán tải lƣợng N .................................................64 3.3.4 Đánh giá mô hình tính toán ......................................................................66 3.4 Kịch bản ô nhiễm N trong môi trƣờng của tỉnh Hải Dƣơng đến năm 2020 ... 67 3.4.1 Áp dụng mô hình MFA ............................................................................68 3.4.2 Áp dụng mô hình tính toán tải lƣợng N ...................................................69 KẾT LUẬN ...............................................................................................................72 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................74 PHỤC LỤC ...............................................................................................................77
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT CCN Cụm công nghiệp GIS Hệ thống thông tin địa lý KCN Khu công nghiệp LVS Lƣu vực sông MFA Dòng chảy vật chất N Nitơ QCVN Quy chuẩn Việt Nam
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Lƣợng mƣa các tháng trong năm từ năm 2009 đến năm 2013 (mm) .......... 6 Bảng 1.2 Hiện trạng sử dụng đất tỉnh Hải Dƣơng năm 2013 ..................................... 8 Bảng 2.1: Vị trí và tọa độ các điểm lấy mẫu phân tích các hợp chất Nitơ................ 26 Bảng 3.1: Hiện trạng sử dụng đất của 03 huyện, thành phố ..................................... 59 Bảng 3.2: Thống kê tải lƣợng N trong nƣớc thải công nghiệp ................................. 61 Bảng 3.3: Lƣợng phát thải N từ hoạt động cấy lúa ................................................... 62 Bảng 3.4: Tổng tải lƣợng N phát thải từ các nguồn công nghiệp, ............................ 63 nông nghiệp vào tháng 3 và tháng 6 hàng năm ......................................................... 63 Bảng 3.5: Kết quả quan trắc chất lƣợng nƣớc sông qua các năm ............................. 63 Bảng 3.6: Tải lƣợng N trong tháng 3 ........................................................................ 64 Bảng 3.7: Tải lƣợng N trong tháng 6 ........................................................................ 64 Bảng 3.8: Kết quả quan trắc tải lƣợng N vào 3/2014 ................................................ 66 Bảng 3.9: Bảng số liệu thống kê về phát triển kinh tế tỉnh Hải Dƣơng năm 2020 ... 67 Bảng 3.10: So sánh tải lƣợng N thải vào nƣớc mặt năm 2012 và năm 2020 ............ 68 Bảng 3.11: So sánh tải lƣợng N thải vào không khí năm 2012 và năm 2020 ........... 69 Bảng 3.12: So sánh tải lƣợng N thải vào nƣớc ngầm năm 2012 và năm 2020 ......... 69 Bảng 3.13: Diện tích sử đất của 3 huyện và thành phố đến năm 2020 ..................... 70 Bảng 3.14: Số liệu đầu vào để xác định tải lƣợng N đến năm 2020 ......................... 70
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Diễn biến phát triển dân số từ năm 1999 - 2010 ....................................... 12 Hình 1.2: Dự toán dòng chảy Nitơ trong hệ thống "phân loại và quản lý chất thải rắn hữu cơ cũng nhƣ trong sản xuất lƣơng thực tại Việt Trì, Việt Nam" ...................... 17 Hình 2.1: Bản đồ vị trí lấy mẫu phân tích các hợp chất của Nitơ ............................. 28 Hình 2.2: Hệ thống MFA sơ bộ của khu vực tỉnh Hải Dƣơng ................................. 29 Hình 2.3: Kế hoạch nghiên cứu mô hình MFA tại Hải Dƣơng ................................. 30 Hình 2.4: Kế hoạch nghiên cứu mô hình tính toán tải lƣợng Nitơ ........................... 36 Hình 3.1: Nồng độ NH4+-N thuộc hệ thống sông Thái Bình .................................... 37 Hình 3.2: Nồng độ NH4+-N thuộc hệ thống sông Bắc Hƣng Hải ............................. 38 Hình 3.3: Nồng độ NO2--N thuộc hệ thống sông Thái Bình ..................................... 39 Hình 3.4: Nồng độ NO2--N thuộc hệ thống sông Bắc Hƣng Hải .............................. 40 Hình 3.5: Nồng độ NO3--N thuộc hệ thống sông Thái Bình .................................... 40 Hình 3.6: Nồng độ NO3--N thuộc hệ thống sông Bắc Hƣng Hải .............................. 41 Hình 3.7: MFA với N trên địa bàn tỉnh Hải Dƣơng sau lần khảo sát thứ nhất ......... 43 Hình 3.8: MFA với N trên địa bàn tỉnh Hải Dƣơng sau lần khảo sát thứ hai ........... 43 Hình 3.9: Dòng chảy N trong quá trình “Hộ gia đình” (tấn N/năm) ........................ 44 Hình 3.10: Dòng N từ quá trình “công trình vệ sinh” ............................................... 45 Hình 3.11: Dòng N từ quá trình “Hệ thống thoát nƣớc” ........................................... 46 Hình 3.12: Dòng N trong quá trình “Thu gom chất thải rắn” ................................... 46 Hình 3.13: Dòng N trong quá trình “Chợ” ................................................................ 47 Hình 3.14: Dòng N trong quá trình “Bãi rác” ........................................................... 48 Hình 4.15: Dòng N trong quá trình “ chăn nuôi” ...................................................... 48 Hình 4.16: Dòng N trong quá trình “Thủy sản” ........................................................ 49 Hình 4.17: Dòng N trong quy trình “Trồng trọt” ...................................................... 50 Hình 3.18: Ảnh hƣởng của việc tăng 10% của các thông số đối với ....................... 52 dòng N chảy vào nƣớc mặt ....................................................................................... 52 Hình 3.19: Ảnh hƣởng của việc tăng 10% của các thông số đối với dòng N chảy vào hệ thống thoát nƣớc ............................................................................................ 54
Hình 3.20: Mô hình MFA đối với N cho khu vực tỉnh Hải Dƣơng .......................... 55 Hình 3.21: Tải lƣợng N từ các quá trình chuyển hóa thải ra môi trƣờng ................. 56 Hình 3.22: Tải lƣợng N từ các nguồn thải vào môi trƣờng nƣớc mặt ...................... 56 Hình 3.23: Bản đồ khu vực nghiên cứu .................................................................... 57 Hình 3.24: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất của vùng nghiên cứu .............................. 57 Hình 3.25: Tỷ lệ tải lƣợng N thải vào nguồn nƣớc mặt ............................................ 59 Hình 3.26: Bản đồ vị trí quan trắc, lấy mẫu của khu vực nghiên cứu ..................... 60 Hình 3.27: Biểu diễn mối tƣơng quan giữa số liệu quan trắc ................................... 65 lƣợng N trong nƣớc sông và tổng lƣợng N phát thải ................................................ 65 Hình 3.28: Mô hình MFA cho Hải Dƣơng đến năm 2020 ........................................ 68
MỞ ĐẦU Hải Dƣơng có hệ thống sông ngòi dày đặc, bao gồm 02 hệ thống sông chính đó là: Hệ thống sông Thái Bình, hệ thống sông Bắc Hƣng Hải và các kênh thủy lợi. Nó là nguồn cung cấp nƣớc cho hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và nƣớc sinh hoạt của ngƣời dân, cũng là nơi tiêu thoát nƣớc của khu vực. Hệ thống sông Thái Bình là hệ thống sông lớn thứ hai của miền Bắc, hợp lƣu của ba con sông: sông Cầu, sông Thƣơng và sông Lục Nam chảy qua địa phận tỉnh Hải Dƣơng và thành phố Hải Phòng. Chiều dài của sông Thái Bình chảy qua tỉnh Hải Dƣơng là 73km với tổng lƣợng nƣớc là 30 - 40 tỷ m3 nƣớc/năm (trong đó nƣớc nhận từ sông Hồng hàng năm lên đến 22,9.109 m3 nƣớc và 17.106 tấn phù sa qua sông Luộc và sông Đuống). Hệ thống thủy lợi Bắc Hƣng Hải đƣợc xây dựng từ năm 1958, là một hệ thống kênh, đập, trạm bơm, đê điều nhằm phục vụ việc tƣới tiêu và thoát ứng cho các tỉnh Hƣng Yên, Hải Dƣơng, một phần tỉnh Bắc Ninh và Tp Hà Nội. Nằm giữa các sông Hồng (phía Tây), sông Đuống (phía Bắc), sông Thái Bình (phía Đông), sông Luộc (phía Nam), trong phạm vi các vĩ độ 20030 - 21007 và các kinh độ 105050 - 106036. Tổng chiều dài của hệ thống kênh chính là 200 km, phục vụ tƣới tiêu cho diện tích khoảng 2002,3m2. Trong những năm gần đây, chất lƣợng môi trƣờng tại các hệ thống sông Thái Bình và hệ thống sông thủy lợi Bắc Hƣng Hải đã và đang dần bị suy giảm về chất lƣợng môi trƣờng nƣớc. Tại nhiều vị trí quan trắc nồng độ Nitơ có xu hƣớng tăng, do các hệ thống sông vừa là nơi cung cấp nƣớc vừa là nơi tiếp nhận nguồn thải từ các hoạt động của con ngƣời, cho nên việc xác định nguồn thải Nitơ chính của lƣu vực chƣa rõ ràng, để có thể đƣa ra các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm Nitơ một cách cụ thể nhằm bảo vệ môi trƣờng của khu vực. Phƣơng pháp phân tích dòng chảy vật chất (MFA) dựa trên hai nguyên tắc khoa học cơ bản là phƣơng pháp tiếp cận hệ thống và cân bằng khối lƣợng. Phƣơng pháp này có thể áp dụng cho nhiều ngành khoa học và công nghệ, đặc biệt có thể sử dụng phƣơng pháp này để đánh giá nguồn gốc gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc của hệ thống sông, ngòi bằng cách nghiên cứu các dòng chảy gây ô nhiễm cũng nhƣ các tác nhân gây ô nhiễm trong quá trình biến đổi của môi trƣờng và hoạt động của con ngƣời. 1
Trong đánh giá kết quả quan trắc, việc sử dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS), một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tƣợng thực hiện trên trái đất sẽ cho phép biểu diễn trực quan phân bố hàm lƣợng chất ô nhiễm tại các điểm lấy mẫu và sơ bộ đánh giá lan truyền chất ô nhiễm. Bên cạnh đó, chúng ta sử dụng GIS để xác định hiện trạng sử đất, mà có thể kiểm tra lại nguồn phát thải từ mô hình MFA và đối chiếu với kết quả phân tích. Công nghệ GIS kết hợp với các thao tác cơ sở dữ liệu thông thƣờng (nhƣ cấu trúc hỏi đáp) và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh đƣợc cung cấp duy nhất từ các bản đồ. Những khả năng phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lƣợc). Trong khuôn khổ của Luận văn Thạc sĩ khoa học này, đƣợc sự giúp đỡ của TS Lê Văn Chính và PGS.TS Tạ Thị Thảo, tôi nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ứng dụng mô hình dòng chảy vật chất (MFA) và hệ thống thông tin địa lý (GIS) đánh giá nguồn phát thải và biến đổi hàm lượng Nitơ trong môi trường nước hệ thống sông Thái Bình khu vực tỉnh Hải Dương”. Luận văn đã nhận đƣợc sự giúp đỡ về cách tiếp cận, phƣơng pháp, kỹ thuật nghiên cứu và số liệu có đƣợc từ Đề tài nghiên cứu nghiên cứu cơ bản trong khoa học tự nhiên đƣợc Quỹ khoa học cơ và công nghệ Quốc gia tài trợ năm 2013 “Nghiên cứu thiết lập mô hình phân phối thông số GIS để mô phỏng và dự báo dòng chảy, lan truyền các chất ô nhiễm và đề xuất các giải pháp trong qui hoạch và quản lý tổng hợp nguồn nước tại lưu vực sông Cầu”, Mã số 105.08-2013.02. Mục đích nghiên cứu của Luận văn: - Phân tích các dạng của hợp chất Nitơ và đánh giá hiện trạng ô nhiễm Nitơ trong môi trƣờng nƣớc thuộc các hệ thống sông khu vực tỉnh Hải Dƣơng - Xây dựng mô hình dòng chảy vật chất (MFA) và ứng dụng mô hình để tìm nguồn gốc phát thải của Nitơ ra môi trƣờng nƣớc mặt. - Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để xây dựng mô hình tính tải lƣợng Nitơ trong môi trƣờng nƣớc. - Đƣa ra các kết luận, kiến nghị và các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nhằm bảo vệ nguồn nƣớc mặt của khu vực Hải Dƣơng. 2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu 1.1.1 Vị trí địa lý Tỉnh Hải Dƣơng nằm trong tọa độ địa lý từ 20036’’ đến 21015’ vĩ độ Bắc và từ 106006’ đến 106036’ độ kinh Đông thuộc đồng bằng sông Hồng, là một trong bẩy tỉnh thành nằm trong vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, và tiếp giáp với 6 tỉnh thành là: - Phía Bắc giáp với tỉnh Bắc Ninh và Bắc Giang - Phía Đông Bắc giáp với tỉnh Quảng Ninh - Phía Nam giáp với tỉnh Thái Bình - Phía Đông giáp với Hải Phòng - Phía Tây giáp với tỉnh Hƣng Yên Hiện nay toàn tỉnh có 12 đơn vị hành chính trực thuộc gồm: Thành phố Hải Dƣơng, thị xã Chí Linh và 10 huyện: Nam Sách, Kinh Môn, Kim Thành, Thanh Hà, Ninh Giang, Gia Lộc, Tứ Kỳ, Thanh Miện, Cẩm Giàng và Bình Giang (trong đó thành phố Hải Dƣơng là trung tâm kinh tế - chính trị - văn hóa của cả tỉnh). Với tổng diện tích đất tự nhiên là 1.656 km2, dân số năm 2013 là 1.747.512 ngƣời, mật độ dân số bình quân là 1.055 ngƣời/km2 [10]. Trên địa bàn tỉnh Hải Dƣơng có hệ thống các tuyến đƣờng giao thông quan trọng bao gồm: quốc lộ 5A nối Hà Nội – Hải Phòng đi qua Hải Dƣơng, quốc lộ 38 nối Hà Nội – Bắc Ninh – Hải Dƣơng – Quảng Ninh, đƣờng sắt nối Hà Nội - Hải Phòng, đƣờng cao tốc Hà Nội – Hải Phòng qua Hải Dƣơng đang xây dựng… và các tuyến đƣờng nội tỉnh khác. Là một tỉnh nằm ở cuối lƣu vực sông Cầu, có mạng lƣới sông ngòi khá dày đặc. Đây là một lợi thế không nhỏ của tỉnh đối với phát triển công nghiệp, nông ngƣ nghiệp và giao thông vận tải. Nhƣ vậy với vị thế của tỉnh Hải Dƣơng nằm trong khu vực trọng điểm kinh tế phía Bắc, gần các trục đƣờng giao thông liên tỉnh thuận tiện cho tỉnh giao lƣu và phát triển kinh tế - xã hội, đón nhận sự đầu tƣ, chuyển giao khoa học kỹ thuật, mở rộng giao lƣu thƣơng mại với các tỉnh khác trong vùng và trong cả nƣớc, đẩy nhanh tiến trình phát triển công nghiệp hóa – hiện đại hóa của tỉnh Hải Dƣơng nói riêng và 3
hội nhập vào quá trình phát triển năng động của khu vực nói chung. 1.1.2 Địa hình, địa mạo Địa hình của tỉnh Hải Dƣơng tƣơng đối bằng phẳng, nghiêng và thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam, nghiêng theo hƣớng nghiêng của đồng bằng Bắc Bộ. Đặc điểm về địa hình: đƣợc chia thành hai vùng chủ yếu: + Vùng đồi núi: nằm ở phía Bắc tỉnh, chiếm khoảng 10% diện tích tự nhiên gồm 13 xã thuộc thị xã Chí Linh và 10 xã thuộc huyện Kinh Môn, độ cao địa hình dƣới 1000m. Đây là vùng địa hình đƣợc hình thành trên nền địa chất trầm tích trung sinh với hƣớng núi chính chạy theo hƣớng Tây Bắc – Đông Nam. Cảnh quan và thiên nhiên vùng đồi núi thấp phù hợp với việc phát triển du lịch, khai thác tài nguyên đá vôi và phát triển các loại cây ăn quả, cây lấy gỗ, cây công nghiệp ngắn ngày. + Vùng đồng bằng: chiếm khoảng 90% diện tích tự nhiên, gồm 9 huyện và thành phố Hải Dƣơng, địa hình nghiên dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam độ cao trung bình từ 3-4m, phía Đông có vùng trũng xen lẫn vùng đất cao. Đất đai chủ yếu do quá trình bồi đắp phù sa của sông Hồng, sông Thái Bình, nhóm đất này thuận tiện cho việc sản xuất nhiều loại cây có năng suất cao, đất dai bằng phẳng màu mỡ phù hợp với trồng luấ, cây màu và cây công nghiệp ngắn ngày. Địa hình vùng đồng bằng của tỉnh tạo thành các nếp sóng lƣợn nhẹ với 3 tiểu vùng: - Tiểu vùng có địa hình tƣơng đối cao: Bao gồm các huyện: Bình Giang; Cẩm Giàng; Chí Linh; Nam Sách; Gia Lộc; Tp Hải Dƣơng và phía Tây Bắc của Tứ Kỳ. Đây là vùng đất có cốt trung bình từ 2 - 4 thuộc hệ phù sa sông Thái Bình. - Tiểu vùng có địa hình trung bình: Bao gồm các huyện: Ninh Giang; Thanh Miện. Vùng này có cốt nền từ 1,5 - 2 m, là vùng dễ bị gập úng. - Tiểu vùng có địa hình thấp trũng: Bao gồm các huyện Kim Thành; Thanh Hà và phía Đông Nam của huyện Tứ Kỳ. Đây là vùng thất trũng có trình ruộng đất từ 1,0 - 1,5m. Đây là vùng chịu ảnh hƣởng của thủy triều và chịu ảnh hƣởng mặn. Nhƣ vậy, vùng nghiên cứu của đề tài bao gồm các huyện: Bình Giang; Cẩm Giàng; Gia Lộc; Tp Hải Dƣơng; Ninh Giang; Thanh Miện và Tứ Kỳ là các vùng có cao trình từ 1,0 - 4m có địa hình cao từ phía Tây Bắc và thấp dần về phía Đông Nam. 4
1.1.3 Đặc điểm về khí tượng – thủy văn 1.1.3.1. Điều kiện khí tượng Khí hậu tỉnh Hải Dƣơng mang đặc trƣng khí hậu của miền Bắc Việt Nam, đó là khí hậu nhiệt đới gió mùa, gồm hai mùa chính là mùa mƣa (mùa hè) và mùa khô (mùa đông), và hai mùa chuyển tiếp là mùa xuân và mùa thu. Các số liệu và bảng dẫn chứng về điều kiện khí tƣợng thủy văn (nhiệt độ, lƣợng mƣa, độ ẩm, chế độ gió, bão lũ lụt) đƣợc tham khảo từ nguồn Niên giám thống kê tỉnh Hải Dương năm 2013 – Cục thống kê Hải Dương năm 2014. + Nhiệt độ Nhiệt độ trung bình năm trên địa bàn tỉnh Hải Dƣơng từ năm 2009 đến năm 2013 dao động từ 23,00C đến 24,70C. Tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất trong năm là 12,40C (tháng 1 năm 2009) và tháng có nhiệt độ trung bình lớn nhất là 30,30C (tháng 6,7 năm 2010). Trong những năm gần đây nhiệt độ không khí trung bình tại Hải Dƣơng tăng khoảng 0,3 - 0,50C vào năm 2007 và 2011. Năm 2013 nhiệt độ không khí trung bình tại Hải Dƣơng là 24,7C cao hơn nhiệt độ trung bình năm từ năm 2009 đến năm 2013 và bằng ngƣỡng trung bình năm của năm 2009. Nhiệt độ trung bình cao nhất trong năm 2010 là 30,3C (tháng 6,7). Nhiệt độ trung bình thấp nhất trong năm là 12,40 C (tháng 2 năm 2011). + Độ ẩm không khí Độ ẩm không khí trung bình các năm của khu vực Hải Dƣơng dao động từ 81-84%. Độ ẩm trung bình cả năm từ năm 2009 đến năm 2013 ổn định ở mức 83%. Đến năm 2009 và năm 2010 độ ẩm giảm xuống 1% so với các năm. + Về mƣa Lƣợng mƣa trên địa bàn tỉnh Hải Dƣơng (từ năm 2009 đến năm 2013) dao động từ 1128 - 1771mm/năm. Mùa mƣa bắt đầu từ tháng 5 và kết thúc vào tháng 10. Lƣợng mƣa cả năm tập trung chủ yếu vào các tháng mùa mƣa và chiếm 80 – 85% tổng lƣợng mƣa cả năm với lƣợng mƣa trung bình đạt từ 902 – 1.657,5mm. Lƣợng mƣa trung bình năm 2010 thấp hơn so với lƣợng mƣa trung bình năm từ năm 2009 đến năm 2010. Các tháng có lƣợng mƣa trung bình cao nhất trong năm 2010 5
là từ tháng 5-9 với lƣợng mƣa dao động từ 140mm - 277mm. Lƣợng mƣa các tháng đo tại Hải Dƣơng từ năm 2009 đến năm 2013 đƣợc thể hiện trong bảng dƣới đây: Bảng 1.1 Lƣợng mƣa các tháng trong năm từ năm 2009 đến năm 2013 (mm) Năm 2009 2010 2011 2012 2013 Tháng Tháng 1 1 115 4 32 11 Tháng 2 7 7 11 14 14 Tháng 3 51 4 88 22 25 Tháng 4 99 73 35 70 26 Tháng 5 245 140 110 343 366 Tháng 6 66 163 499 168 155 Tháng 7 258 176 302 286 402 Tháng 8 145 277 163 476 331 Tháng 9 186 148 242 88 224 Tháng 10 72 16 73 157 26 Tháng 11 2 4 51 84 48 Tháng 12 7 6 16 31 22 Cả năm 1.139 1.128 1.593 1.771 1.650 Nguồn: Cục thống kê tỉnh Hải Dương - Niên giám thống kê Hải Dương năm 2013. + Gió và chế độ gió Hải Dƣơng là tỉnh chịu ảnh hƣởng của gió mùa. Từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau (mùa khô) chịu ảnh hƣởng của gió mùa Đông Bắc và từ tháng 5 đến tháng 10 (mùa mƣa), chịu ảnh hƣởng của gió Đông Nam. Mùa khô thƣờng xuất hiện gió Bắc – Đông Bắc. Tuy nhiên trong mấy năm gần đây khí hậu của miền Bắc có sự thay đổi thất thƣờng vì vậy gió Đông và Đông Nam vẫn nhận thấy trong mùa khô và ngƣợc lại. Mùa mƣa thƣờng thịnh hành hƣớng gió Nam, Đông Nam với tần suất 60 – 70%. Gió Tây khô nóng thƣờng xuất hiện vài ngày vào nửa đầu mùa mƣa và nhìn chung ít ảnh hƣởng tới nền khí hậu của vùng. Tốc độ gió trung bình tại khu vực đạt 1,5 m/s. 6
1.1.3.2. Điều kiện thuỷ văn Hải Dƣơng có mạng lƣới sông ngòi khá dày đặc, bao gồm hệ thống sông Thái Bình cùng các chi lƣu khác nhƣ sông Kẻ Sặt, sông Cửu An, sông Luộc, sông Kinh Thầy… Tổng số có 14 sông lớn với chiều dài khoảng 500km và trên 2000 sông ngòi nhỏ. Các sông chảy trong địa bàn tỉnh đều theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam. Sông ngòi Hải Dƣơng đƣợc chia làm hai loại: Các sông chính và các sông trong đồng. Mạng lƣới thủy văn cơ bản khá dày, tập trung ở hệ thống sông chính trong đó chủ yếu là hệ thống các sông vùng hạ lƣu sông Thái Bình. Hệ thống sông Thái Bình là hệ thống sông lớn thứ hai của miền Bắc, hợp lƣu của ba con sông: sông Cầu, sông Thƣơng và sông Lục Nam chảy qua địa phận tỉnh Hải Dƣơng và thành phố Hải Phòng. Chiều dài của sông Thái Bình chảy qua tỉnh Hải Dƣơng là 73km với tổng lƣợng nƣớc là 30 – 40 tỷ m3 nƣớc/năm (trong đó nƣớc nhận từ sông Hồng hàng năm lên đến 22,9.109 m3 nƣớc và 17.106 tấn phù sa qua sông Luộc và sông Đuống). Cốt mực nƣớc cao nhất, trung bình và nhỏ nhất trung bình năm trong khu vực là Qmax= 3010 m3/s, Qtb= 547m3/s và Qmin=63 m3/s. Sông Thái Bình đƣợc chia thành 3 nhánh: Sông Kinh Thầy, sông Gùa và sông Bía. Nhánh sông Kinh Thầy lại chia thành 3 nhánh là sông Kinh Môn, sông Kinh Thầy và sông Rạng. Nhìn chung những sông này đều có đặc điểm là lòng sông rộng, độ dốc nhỏ, không đều và luôn biến đổi, cao độ đáy sông có nhiều đoạn đột biến nhất là ở ngã ba phân lƣu, đáy sông thấp hơn nhiều so với mực nƣớc biển trung bình. Sông Luộc có chiều rộng trung bình từ 150m đến 250m, sâu từ 4-6m và chảy dọc theo danh giới phía Nam của tỉnh. Dòng chảy của sông đã tạo nên nhiều bãi bồi ven sông tƣơng đối rộng. Hàng năm sông Luộc chuyển khoảng 10-11% lƣợng nƣớc sông Hồng qua cửa Thái Bình ra biển Đông. Mạng lƣới sông chính ngoài các giá trị về kinh tế và sinh thái nhƣ giao thông, thủy sản, tƣới tiêu nông nghiệp… còn có vai trò trong tiêu thoát lũ cho sông Hồng. - Các sông trong đồng (mƣơng cấp 1): đều chảy theo hƣớng nghiêng của địa hình là Tây Bắc - Đông Nam, và đều bắt nguồn từ các cống hoặc trạm bơm ở các đê dòng chảy do con ngƣời chủ động điều tiết và kiểm soát. Có thể phân các sông 7
trong đồng theo 2 khu vực: + Các sông thuộc hệ thống Bắc Hƣng Hải gồm 2 trục chính là sông Kim Sơn ở phía Bắc chảy từ Xuân Quan đến Hải Dƣơng, sông Cửu An ở phía Nam chảy từ Ngai Xuyên đến Cự Lộc. + Các sông thuộc tả ngạn sông Thái Bình gồm phần lớn là các kênh đào từ năm 1955 trở lại đây, bắt nguồn từ các cống dƣới đê hoặc các trạm bơm tiêu. 1.1.4 Hiện trạng sử dụng đất Theo niêm giám thống kê của tỉnh Hải Dƣơng năm 2013 cho thấy hiện trạng sử dụng đất trên địa bàn tỉnh tại bảng 1.2. Bảng 1.2 Hiện trạng sử dụng đất tỉnh Hải Dƣơng năm 2013 Mục dích sử dụng Tổng số (Ha) Tỷ lệ (%) Tổng diện tích tự nhiên 165.598 100 I. Đất nông nghiệp 104.649 63,3 1. Đất sản xuất nông nghiệp 84.416 51,0 1.1 Đất trồng cây hàng năm 68.974 41,7 Đất trồng lúa 65.542 39,6 Đất cỏ dùng vào chăn nuôi - - Đất trồng cây hàng năm khác 3.432 2,1 1.2. Đất trồng cây lâu năm 15.441 9,3 2. Đất lâm nghiệp có rừng 10.850 6,6 Đất rừng sản xuất 4.461 2,7 Đất rừng phòng hộ 4.850 2,9 Đất rừng đặc dụng 1.539 0,9 3. Đất nuôi trồng thuỷ sản và đất nông nghiệp khác 9.289 5,6 II. Đất phi nông nghiệp 60.403 36,5 1. Đất ở 15.645 9,4 + Đất ở đô thị 2.238 1,4 + Đất ở nông thôn 13.407 8,1 2. Đất sông suối và mặt nƣớc chuyên dùng 12.069 7,3 3. Đất chuyên dùng và đất khác 31.811 18,6 8
III. Đất chƣa sử dụng 546 0,3 1. Đất bằng chƣa sử dụng 357 0,2 2. Đất đồi núi chƣa sử dụng 158 0,1 3. Núi đá chƣa có rừng cây 31 0,02 Nguồn số liệu: Niên giám thống kê tỉnh Hải Dương năm 2013. 1.1.5 Phát triển kinh tế - xã hội, môi trường Tổng sản phẩm (GDP) trên địa bàn tỉnh năm 2013, ƣớc đạt 50.148 tỷ đồng, tăng 7,1% so với năm 2012. Ngành nông, lâm nghiệp và thuỷ sản giảm 0,1%; ngành công nghiệp và xây dựng tăng 10,2%; ngành dịch vụ tăng 7,0%. Lĩnh vực văn hóa, xã hội tiếp tục phát triển, đời sống nhân dân ổn định, an ninh chính trị, trật tự an toàn xã hội, quân sự địa phƣơng đƣợc củng cố, tăng cƣờng, công tác quốc phòng, quân sự địa phƣơng đƣợc giữ vững. 1.1.5.1 Về sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp Năm 2013, giá trị sản xuất công nghiệp trên địa bàn tỉnh Hải Dƣơng ƣớc đạt 22.382 tỷ đồng, tăng 11,0% so với năm 2012; trong đó, khu vực doanh nghiệp Nhà nƣớc giảm 3,5%; khu vực ngoài Nhà nƣớc tăng 27,9%; khu vực có vốn đầu tƣ nƣớc ngoài tăng 23,2%. Hoạt động xây dựng trong năm có xu hƣớng phục hồi và tăng dần, nguyên nhân do giá cả vật liệu xây dựng ổn định, đặc biệt là thép và xi măng tăng không đáng kể. Năm 2013, giá trị sản xuất xây dựng đạt 5.776 tỷ đồng, tăng 19,5% so với năm 2009, trong đó, doanh nghiệp nhà nƣớc tăng 18,0%; doanh nghiệp ngoài nhà nƣớc tăng 19,7%; doanh nghiệp có vốn đầu tƣ nƣớc ngoài tăng 5,4%. 1.1.5.2 Về khu, cụm công nghiệp Đến nay, tỉnh ta đƣợc Chính phủ cho phép quy hoạch xây dựng 18 khu công nghiệp (KCN) tập trung với diện tích gần 4.000 ha. Trong đó có 10 KCN đƣợc duyệt quy hoạch, đã và đang tiến hành đầu tƣ xây dựng, với diện tích 2.086 ha. Tổng vốn đầu tƣ xây dựng cơ sở hạ tầng trong các KCN đã thực hiện đƣợc trên 2.150 tỷ đồng, đạt 50% nguồn vốn cần thiết đầu tƣ xây dựng hạ tầng các KCN. Trong đó có 6 KCN cơ bản đầu tƣ xây dựng xong cơ sở hạ tầng kỹ thuật là: KCN 9