Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Sử dụng các phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước cho một số sông thuộc lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:117

Thêm vào BST

Báo xấu

97
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu: Góp phần nâng cao hiệu quả quản lý môi trường sông Nhuệ - Đáy thông qua việc áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước. Tác giả được áp dụng những kiến thức đã được đào tạo trong nhà trường vào điều kiện thực tế.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Sử dụng các phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước cho một số sông thuộc lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Cái Anh Tú SỬ DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHẤT LƯỢNG NƯỚC CHO MỘT SỐ SÔNG THUỘC LƯU VỰC SÔNG NHUỆ, SÔNG ĐÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG 1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Cái Anh Tú SỬ DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHẤT LƯỢNG NƯỚC CHO MỘT SỐ SÔNG THUỘC LƯU VỰC SÔNG NHUỆ, SÔNG ĐÁY Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS: Trần Yêm 2
LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các Thầy, Cô trong Khoa Môi trường, gia đình và bạn bè. Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Trần Yêm, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Môi trường nói chung, Bộ môn Công nghệ Môi trường nói riêng đã tạo điều kiện tốt để tôi hoàn thành khóa học này. Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, cổ vũ tôi trong suốt quá trình học tập. Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2013 Người th ực hi ện lu ận văn Cái Anh Tú 3
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng: số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và thông trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2013 Người thực hiện luận văn Cái Anh Tú 4
MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 2 Mục tiêu nghiên cứu 1 Phạm vi nghiên cứu 1 Nội dung nghiên cứu 1 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1.Một số đặc điểm chính về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội 3 7 tại lưu vực sông Nhuệ, sông Đáy 1.2.Một số nghiên cứu chính đã thực hiện về chất lượng nước sông 7 Nhuệ Đáy 1.3.Tổng quan về chỉ số chất lượng nước (WQI) 7 8 1.3.1.Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới về về áp dụng các chỉ 8 số đánh giá chất lượng nước mặt 1.3.2.Tổng quan các nghiên cứu đã thưc hiện ở Việt Nam về áp 9 14 dụng các chỉ số đánh giá chất lượng nước mặt Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu 15 16 2.2. Phương pháp nghiên cứu 16 23 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả quan trắc hiện trạng chất lượng nước sông Nhuệ, 24 sông Đáy 3.2. Tính toán chỉ số thể hiện chất lượng nước sông Đáy – Nhuệ 44 3.2.1. Phương pháp 1 Đánh giá sắp xếp chất lượng nước sông 46 – 48 thông qua số lần thông số môi trường quan trắc đạt và không đat QCVN 3.2.2. Phương pháp 2 – Đánh giá chất lượng nước thông qua việc 48 tính toán chỉ số ô nhiễm tổng IB1 3.2.3. Phương pháp 3 – Đánh giá chất lượng nước thông qua việc 52 tính toán chỉ số WQI 5
A) Kịch bản 1: Tính WQI không có trọng số 53 – 58 B) Kịch bản 2: Tính WQI có trọng số 58 Trường hợp 1: Chỉ số WQI có trọng số riêng cho sông Đáy 60 Trường hợp 2: Chỉ số WQI có trọng số riêng cho sông Nhuệ 64 Trường hợp 3 Trọng số chung cho cả lưu vực NhuệĐáy 65 3.2.4. Phương pháp 4 – Đánh giá chất lượng nước thông qua việc 70 xác định trạng thái chất lượng nước 3.2.5. Nhận xét các phương pháp đánh giá chất lượng nước 71 Nhận xét phương pháp đánh giá chất lượng nước thông qua số lần 71 quan trắc có thông số môi trường đạt và không đạt QCVN Nhận xét phương pháp xác định chất lượng nước qua tính toán chỉ 71 số giá trị tỷ lệ trung bình Nhận xét phương pháp xác định chất lượng nước qua tính toán chỉ 71 số WQI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 80 84 Kiến nghị 85 Tài liệu tham khảo 86 88 Phụ lục 89 100 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT WQI : Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index) 6
QCVN : Quy chuẩn kỹ thuật môi trường Việt Nam TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam UBND : Ủy ban nhân dân TNMT : Tài nguyên Môi trường CLN : Chất lượng nước CTCP : Chỉ tiêu cho phép CLN : Chất lượng nước BTNMT : Bộ Tài nguyên và Môi trường BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand) COD : Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) DO : Lượng oxy hoà tan (Dissolvel Oxygen) QLMT : Quản lý môi trường KTXH : Kinh tế xã hội PP : Phương pháp TCMT : Tổng Cục môi trường A1 : Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích khác như loại A2, B1 và B2. A2 : Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động vật thủy sinh, hoặc các mục đích sử dụng như loại B1 và B2 B1 : Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc các mục đích sử dụng như loại B2 B2 Giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu chất lượng nước thấp DANH MỤC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 1– Các vị trí lấy mẫu sông Nhuệ 15 Bảng 2 – Các vị trí lấy mẫu sông Đáy 15 Bảng 3 Các thông số quan trắc và phương pháp 17 phân tích Bảng 4 Bảng quy định các giá trị qi, Bpi 19 Bảng 5 Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với 20 DO% bão hòa 7
Bảng 6 Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với 21 thông số pH Bảng 7 Mức đánh giá chất lượng nước theo chỉ số 22 WQI Bảng 8 – Phương pháp đánh giá trạng thái chất 23 lượng nước Bảng 9 Giá trị pH tại các điểm lấy mẫu dọc theo 24 sông Nhuệ Bảng 10 Giá trị pH tại các điểm lấy mẫu dọc theo 24 sông Đáy Bảng 11 Giá trị TSS tại các điểm lấy mẫu dọc theo 26 sông Nhuệ Bảng 12 Giá trị TSS tại các điểm lấy mẫu dọc theo 26 sông Đáy Bảng 13 Giá trị DO tại các điểm lấy mẫu dọc theo 28 sông Nhuệ Bảng14 Giá trị DO tại các điểm lấy mẫu dọc theo 29 sông Đáy Bảng 15 Giá trị COD tại các điểm lấy mẫu dọc 30 theo sông Nhuệ Bảng 16 Giá trị COD tại các điểm lấy mẫu dọc 30 theo sông Đáy Bảng 17 Giá trị BOD tại các điểm lấy mẫu dọc 32 theo sông Nhuệ Bảng 18 Giá trị BOD tại các điểm lấy mẫu dọc 32 sông Đáy Bảng 19 Giá trị NH4+ tại các điểm lấy mẫu dọc 35 theo sông Nhuệ Bảng 20 Giá trị NH4+ tại các điểm lấy mẫu dọc theo 35 sông Đáy Bảng 21 Giá trị PO43 tại các điểm lấy mẫu dọc 37 theo sông Nhuệ 8
Bảng 22 Giá trị PO43 tại các điểm lấy mẫu dọc 37 theo sông Đáy Bảng 23 Giá trị Coliform tại các điểm lấy mẫu 43 dọc theo sông Nhuệ Bảng 24 Giá trị Coliform tại các điểm lấy mẫu 37 dọc theo sông Đáy Bảng 25 Tổng kết chất lượng nước dọc theo sông 44 Nhuệ Bảng 26 – Tổng kết chất lượng nước dọc theo sông 45 Đáy Bảng 27 – Đánh giá sắp xếp chất lượng nước sông 47 Nhuệ thông qua số lần thông số môi trường quan trắc đạt và không đat QCVN Bảng 28 – Đánh giá sắp xếp chất lượng nước sông 48 Đáy thông qua số lần thông số môi trường quan trắc đạt và không đat QCVN Bảng 29 Kết quả tính toán I tại các vị trí quan trắc 49 chất lượng nước sông Nhuệ vào mùa khô Bảng 30 Kết quả tính toán I tại các vị trí quan trắc 49 chất lượng nước sông Đáy vào mùa khô Bảng 31 Kết quả tính toán I tại các vị trí quan trắc 50 chất lượng nước sông Nhuệ vào mùa mưa Bảng 32 Kết quả tính toán I tại các vị trí quan trắc 51 chất lượng nước sông Đáy vào mùa mưa Bảng 33 Bảng quy định các giá trị qi, BPi 53 Bảng 34 Tính WQI các thông số của các mẫu nước 53 sông Nhuệ Bảng 35 Tính WQI các thông số của các mẫu nước 54 sông Đáy Bảng 36 Kết quả tính toán WQI và mức đánh giá 54 chất lượng nước sông Nhuệ vào mùa khô Bảng 37 Kết quả tính toán WQI và mức đánh giá 55 chất lượng nước 9
sông Nhuệ vào mùa mưa Bảng 38 Kết quả tính toán WQI và mức đánh giá 56 chất lượng nước sông Đáy vào mùa khô Bảng 39 Kết quả tính toán WQI và mức đánh giá 57 chất lượng nước sông Đáy vào mùa mưa Bảng 40 – Trọng số đối với các thông số môi trường 60 nước sông theo các trường hợp khác nhau Bảng 41 Tính WQI các thông số trên các mẫu ở sông 60 Đáy 61 Bảng 42 Đánh giá chất lượng thông qua chỉ số WQI (trường hợp có trọng số) 62 Bảng 43 Đánh giá chất lượng sông Đáy (trường hợp có trọng số) Bảng 44 Tính WQI cho các thông số ở sông Nhuệ 63 63 Bảng 45 Đánh giá chất lượng sông Nhuệ (trường hợp có trọng số) 64 Bảng 46 Đánh giá chất lượng sông Nhuệ (trường hợp có trọng số chung lưu vực) Bảng 47 – So sánh tính chất lượng nước theo 67 các kịch bản và trường hợp khác nhau 68 Bảng 48 – Phương pháp xác định trạng thái chất 70 lượng nước Bảng 49 Phương pháp xác định trạng thái chất 71 lượng nước:Áp dụng cho thông số BOD Bảng 50 – Tóm tắt so sánh các vấn đề do luận văn 78 đưa ra so sánh với các nghiên cứu trước đây 79 10
11
MỞ ĐẦU Số liệu quan trắc nước mặt từ các chương trình quan trắc thường được sử dụng trong các báo cáo hiện trạng môi trường các lưu vực sông. Các thông số trong môi trường nước được phân tích đánh giá và đưa ra các nhận định về hiện trạng và diễn biến của chất lượng nước. Ngoài các phân tích đánh giá cho từng thông số, các bộ chỉ thị môi trường quốc gia cũng đã được xây dựng. Bộ chỉ thị môi trường nước mặt lục địa đã có quy định chi tiết và đang được áp dụng cho cấp độ địa phương cũng như quốc gia. Trước đây, đã có nhiều chương trình quan trắc ở lưu vực sông Nhệu – Đáy nhưng nhìn chung hoạt động quan trắc vẫn còn một số hạn chế như: Các dữ liệu quan trắc được thu thập chưa đầy đủ. Một số chương trình quan trắc chưa được gắn liền với mục tiêu sử dụng nước. Phương pháp tiếp cận, phương pháp đánh giá chất lượng nước hiện vẫn còn chưa thống nhất, chưa hệ thống, trong đó có việc sử dung các chỉ số để đánh giá. Chỉ số chất lượng nước và các phương pháp đánh giá chất lượng nước là công cụ phục vụ việc đánh giá mức độ ô nhiễm từng đoạn sông phục vụ mục đích quy hoạch sử dụng hợp lý nguồn nước mặt và xây dựng định hướng kiểm soát ô nhiễm, bảo vệ môi trường nước. Từ đó, xây dựng các biện pháp để kiểm soát ô nhiễm môi trường nước tốt hơn, đây là một vấn đề rất cần thiết và cấp bách. Lưu vực sông Nhuệ Đáy là một trong ba lưu vực được quan tâm hàng đầu trong lĩnh vực bảo vệ môi trường lưu vực sông ở Việt Nam do các chức năng và vị trí quan trọng của lưu vực. Luận văn “Sử dụng các phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước cho một số sông thuộc lưu vực sông Nhuệ sông Đáy” được thực hiện với các mục tiêu, phạm vi và nội dung nghiên cứu chính như sau: 1
Mục tiêu nghiên cứu Góp phần nâng cao hiệu quả quản lý môi trường sông Nhuệ Đáy thông qua việc áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước. Tác giả được áp dụng những kiến thức đã được đào tạo trong nhà trường vào điều kiện thực tế. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu đã tiến hành 12 đợt khảo sát, đo đạc và lấy mẫu phân tích trong 12 tháng liên tục (từ tháng 11 năm 2012 đến tháng 10 năm 2013) tại tất cả các điểm lấy mẫu. Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu bao gồm các vấn đề chính như sau: 1. Hiện trạng chất lượng môi trường nước sông tại sông Nhuệ, sông Đáy Kết quả quan trắc hiện trạng chất lượng nước sông Đáy. Kết quả quan trắc hiện trạng chất lượng nước sông Nhuệ 2. Tính toán chỉ số thể hiện chất lượng nước sông Đáy – Nhuệ Kết luận và kiến nghị 2
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1. Một số đặc điểm chính về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tại lưu vực sông Nhuệ, sông Đáy Lưu vực sông Nhuệ Đáy có tọa độ địa lý từ 200 21020' vĩ độ Bắc và 1050 106030' kinh độ Đông, diện tích 7665 km2, chiếm 10% diện tích toàn lưu vực sông Hồng, Bao gồm địa phận hành chính của các tỉnh sau: Tỉnh Hòa Bình: gồm các huyện Lương Sơn, Kim Bôi, Lạc Thủy, Yên Thủy. Thành phố Hà Nội: gồm nội thành, quận Hà Đông (Tp.Hà Đông), các huyện Từ Liêm, Thanh Trì, Đan Phượng, Hoài Đức, Thường Tín, Phú Xuyên, Thanh Oai, Ứng Hòa, Chương Mỹ, Mỹ Đức. Tỉnh Hà Nam: gồm thành phố Phủ Lý và các huyện Duy Tiên, Lý Nhân, Kim Bảng, Bình Lục, Thanh Liêm. Tỉnh Nam Định: gồm thành phố Nam Đinh và các huyện Nam Trực, Vụ Bản, Xuân Trường, Trực Ninh, Nghĩa Hưng, Ý Yên, Giao Thủy, Hải Hậu. Tỉnh Ninh Bình: gồm thành phố Ninh Bình, tp. Tam Điệp và các huyện Gia Viễn, Nho Quan, Hoa Lư, Yên Khánh, Yên Mô, Kim Sơn. Lưu vực được giới hạn như sau: 3
Phía Bắc và phía Đông được giới hạn bởi đê Sông Hồng kể từ ngã ba Trung Hà tới cửa Ba Lạt với chiều dài 242 km. Phía Tây Bắc giáp với 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 với 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 10km 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. Lưu vực sông Nhuệ Đáy là khu vực có nền kinh tế xã hội phát triển. Trong vùng đã hình thành một mạng lưới đô thị, với Hà Nội là thủ đô và là thành phố loại I trực thuộc Trung ương, thành phố Nam Định là đô thị loại 2, ngoài ra còn các thị xã tỉnh lị và thị xã công nghiệp. Theo kết quả khảo sát của Bộ Tài nguyên và Môi trường trong tháng 8/2013, trung bình mỗi ngày hiện nay 2 con sông Nhuệ và Đáy phải tiếp nhận khoảng 3,8 triệu m3 nước thải các loại, trong đó Hà Nội chiếm tới 48,8%, các tỉnh khác lần lượt là Nam Định 17,8%, Hà Nam 15%, Ninh Bình 14% và Hoà Bình chiếm 4,4%. Và trong 3,8 triệu m3 nước thải đó thì nước thải từ trồng trọt và chăn nuôi là 2,6 triệu m3 chiếm 62% tổng lượng thải, nước thải công nghiệp chiếm 16% (tương đương 636.000 m3 nước thải)… Theo sở TNMT Hà Nội, có hơn 700 nguồn thải công nghiệp, làng nghề, bệnh viện, sinh hoạt vào sông NhuệĐáy hầu hết không qua xử lý /1/ /2/ Trên lưu vực này có khoảng 6070% dân số toàn lưu vực sản xuất nông nghiệp, sử dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật không đúng quy cách. Bên cạnh đó, chăn nuôi đang được khuyến khích đầu tư phát triển với số lượng đàn vật nuôi không ngừng tăng theo thời gian đang tác động rất xấu đến lượng nước thải, bởi hầu hết lượng nước thải đều đổ xuống các nguồn nước mặt. 4
Theo số liệu thống kê của các Sở TN&MT các tỉnh, thành phố trong lưu vực thì hiện nay trong lưu vực có 458 làng nghề, phần lớn các cơ sở tiểu thủ công nghiệp tại các làng nghề đều phát triển tự phát theo yêu cầu của thị trường nên thiết bị, công nghệ đơn giản, mặt bằng sản xuất nhỏ, khả năng đầu tư cho các hệ thống xử lý nước thải rất hạn chế. Nước thải của các làng nghề này không qua xử lý hoặc xử lý ko hiệu quả. Tổng lượng nước thải phát sinh từ các làng nghề này khoảng 50.00060.000m3 nước thải/ngày, trong đó riêng ở Hà Nội đã chiếm khoảng 40% /1/ /2/. Về đặc điểm thủy văn, nói chung, 90% lượng dòng chảy trên lưu vực sông Đáy có nguồn gốc từ sông Hồng chuyển sang, chỉ 10% còn lại bắt nguồn từ trên lưu vực. Tổng dòng chảy năm khoảng 28,8 tỉ m3, trong đó có đến 25,8 tỉ m3 (chiếm 8590%) bắt nguồn từ sông Hồng qua sông Đào. Lượng dòng chảy trên sông Hoàng Long chiếm khoảng 2.4% tổng dòng chảy năm, tương đương 0.68 tỉ m3. Lượng dòng chảy trên sông Tích vào sông Đáy tại Ba Thá chiếm khoảng 4.7%, tương đương 1.35 tỉ m3. Mật độ lưới sông trong lưu vực biến đổi trong phạm vi 0.7 1.2 km/km2. Hệ thống sông này gồm 2 con sông chính là sông Nhuệ và sông Đáy. Chế độ thủy văn sông Nhuệ 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 cũng như chế độ vận hành của các công trình thủy lợi trên sông. Vì thế mà chế độ thủy văn ở đây rất phức tạp và có sự khác nhau nhất định giữa các đoạn sông. 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 80 85% lượng mưa cả năm. Mùa khô từ tháng XI đến tháng IV năm sau. a) Sông Nhuệ: bắt nguồn tại cống Liên Mạc, lấy nước từ sông Hồng chảy vào. Đây là nguồn nước cấp cho nhiều hệ thống, công trình thủy lợi như Hà Đông, Đồng Quan, Nhật Tựu, Lương Cổ Điệp Sơn. Ngoài ra, sông Nhuệ còn đóng vai trò tiêu nước cho 5
thành phố Hà Nội và thị xã Hà Đông. Nước sông Tô Lịch thường xuyên xả vào sông Nhuệ với lưu lượng trung bình từ 11 17 m3/s, lưu lượng cực đại đạt 30 m3/s. Sông Nhuệ dài 75 km, chảy vào sông Đáy tại thị xã Phủ Lý, Hà Nam. Lưu vực sông Nhuệ có diện tích khoảng 1.070 km2, chiếm 13,5% tổng diện tích toàn lưu vực. Nối liền sông Nhuệ với sông Đáy có các sông Vân Đình dài 11,8 km, sông La Khê dài 6,8 km, Ngoại Độ dài 12 km, sông Duy tiên dài 21 km, một số sông nhỏ khác tạo thành một mạng lưới tưới tiêu tự chảy hoàn chỉnh. Tổng chiều dài 113,6 km, lưu lượng đến 150 m3/s vào mùa mưa và mùa cạn chỉ đạt 41m3/s. Sông Nhuệ có lưu lượng đến 150 m3/s vào mùa mưa. Mùa cạn chỉ đạt 41m3/s. Chế độ dòng chảy của sông Nhuệ chịu ảnh hưởng nhiều bởi chế độ vận hành của các công trình thủy lợi trên sông. Mực nước sông Nhuệ về mùa mưa tại hạ lưu đập Hà Đông nơi cửa xả của đập Thanh Liệt khoảng 5,20 5,77 m. Cao độ ruộng ven sông 5,4m. Mật độ lưới sông trong lưu vực biến đổi trong phạm vi 0.7 1.2 km/km 2. Hệ thống sông này gồm 2 con sông chính là sông Nhuệ và sông Đáy. Chế độ thủy văn sông Nhuệ 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 cũng như chế độ vận hành của các công trình thủy lợi trên sông. Vì thế mà chế độ thủy văn ở đây rất phức tạp và có sự khác nhau nhất định giữa các đoạn sông. 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 80 85% lượng mưa cả năm. Mùa khô từ tháng XI đến tháng IV năm sau. b) Sông Đáy: Nguyên là một phân lưu lớn của sông Hồng, chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam và đổ ra biển Đông tại cửa Đáy. Kể từ năm 1937, sau khi đập Đáy được xây dựng, sông Đáy hầu như chỉ nhận nước từ sông Hồng qua cửa đập Đáy vào những năm phân lũ. Vì vậy, phần đầu nguồn sông Đáy, khoảng 70km từ km 0 đến Ba Thá, coi như đoạn sông chết. Lượng nước để nuôi sông Đáy chủ yếu do các sông nhánh 6
cung cấp, quan trọng nhất là sông Tích, sông Bôi, sông Đào và sông Nhuệ. Sông Đáy dài 237 km, diện tích lưu vực khoảng 6.592 km2 (chiếm 83% diện tích toàn LVS Nhuệ Đáy). Chế độ dòng chảy của sông Đáy rất phức tạp và có sự khác nhau giữa các đoạn sông do địa hình lòng dẫn và ảnh hưởng từ chế độ dòng chảy của sông Đào và triều cường Sông Đáy có chiều dài khoảng 240 km, diện tích lưu vực xấp xỉ 850.000 ha. 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 rồi đổ ra biển qua Cửa Đáy. Sông Đáy bản thân nó cũng có các sông nhánh khác đổ vào nên chế độ dòng chảy tương đối phức tạp, vừa chịu ảnh hưởng của sông Hồng vừa chịu ảnh hưởng của các sông nội địa và thủy triều. Nhìn chung, sông Đáy hoàn toàn mang các đặc thù của sông đồng bằng. Vào mùa lũ, dòng chảy lũ trên sông Đáy phản ánh các đặc trưng chế độ dòng chảy lũ cả trên sông Hồng cũng như trên vùng núi. Do có đập Đáy, nước sông Hồng không thường xuyên vào sông Đáy qua cửa đập này trừ những khi phân lũ. Khi đập đáy đóng, sông Đáy chủ yếu nhận nước từ các sông nhánh là: sông Tích, sông Thanh Hà, Sông Châu Giang, sông Nhuệ, sông Hoàng Long, sông Sắt, sông Đào và sông Bút, phần đầu nguồn sông (từ km 0 đến Ba Thá dài 71 km) coi như một đoạn sông chết. Ở đoạn sông này xảy ra hiện tượng bồi lắng, nhân dân ven sông lấn đất canh tác làm dòng sông hẹp và nông, cản trở việc thoát lũ mùa mưa. Tại điểm giao nhau giữa sông Đáy và sông Hồng thuộc địa phận tỉnh Hà Tây cũ có hai công trình kiểm soát lũ trên sông Đáy, điều tiết dòng chảy từ sông Hồng vào. Việc tiêu nước trên sông Đáy dùng động lực là chính, chỉ có một số khu vực miền núi, trung du giáp biển là có thể tự chảy vì lợi dụng được độ dốc và thủy triều. 1.2. Một số nghiên cứu chính đã thực hiện về chất lượng nước sông Nhuệ Đáy Trong thời gian qua đã có một số nghiên cứu về chất lượng nước sông Nhuệ Đáy, trong đó tiêu biểu là nghiên cứu: 7
Nghiên cứu của Trường Đại học Thuỷ lợi và Viện Quy hoạch Thuỷ lợi thông qua đề tài nghiên cứu khoa học nhằm tìm giải pháp làm hồi phục lại dòng sông Đáy. Qua phân tích tổng hợp và tính toán, nghiên cứu đã đưa ra phương án cải tạo sông Đáy thành sông tự nhiên nhằm duy trì dòng chảy sông Đáy với lưu lượng vào mùa kiệt từ 36 106 m3/s, mùa lũ khoảng 800m3/s, các giải pháp công trình được đề xuất Nghiên cứu điều tra khảo sát nguồn thải sông Nhuệ Đáy, Tổng Cục Môi trường 2010 với những kết quả chính như sau: Chất lượng nước sông Nhuệ Đáy đang bị ô nhiễm do chịu ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước thải làng nghề chưa được xử lý hoặc xử lý chưa đạt yêu cầu đã đổ trực tiếp vào sông. Nghiên cứu đã đưa ra các mức xả thải khác nhau từ các nguồn (Hình 1) /12/ Tỷ lệ nước thải công nghiệp đổ vào lưu vực sông Nhuệ Đáy 7% 2% 7% 8% Hà Nôi Hà Nam Nam Định Ninh Bình Hòa Bình 76% Tỷ lệ nước thải công nghiệp đổ vào Tỷ lệ nước thải công nghiệp đổ vào lưu vực sông Đáy – Nhuệ /12/ lưu vực sông Đáy – Nhuệ /12/ Tỷ lệ nước thải bệnh viện đổ vào lưu Tỷ lệ phân bố các làng nghề trên lưu 8
vực sông Đáy – Nhuệ /12/ vực sông Đáy – Nhuệ /12/ Hình 1 – Tỷ lệ các nguồn nước đổ vào sông lưu vực sông Nhuệ – Đáy /12/ 1.3. Tổng quan về chỉ số chất lượng nước (WQI) 1.3.1. Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới về về áp dụng các chỉ số đánh giá chất lượng nước mặt Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index WQI) là một chỉ số tổ hợp được tính toán từ các thông số chất lượng nước xác định thông qua một công thức toán học. WQI dùng để mô tả định lượng về chất lượng nước và được biểu diễn qua một thang điểm. Hiện nay, có rất nhiều quốc gia, địa phương xây dựng và áp dụng chỉ số WQI. Thông qua một mô hình tính toán, từ các thông số khác nhau ta thu được một chỉ số duy nhất. Sau đó chất lượng nước có thể được so sánh với nhau thông qua chỉ số đó. Đây là phương pháp đơn giản so với việc phân tích một loạt các thông số /20/ /22/ /23/. * Các ứng dụng chủ yếu của WQI bao gồm: Phục vụ quá trình ra quyết định: WQI có thể được sử dụng làm cơ sở cho việc ra các quyết định phân bổ tài chính và xác định các vấn đề ưu tiên. Phân vùng chất lượng nước Thực thi tiêu chuẩn: WQI có thể đánh giá được mức độ đáp ứng/không đáp ứng của chất lượng nước đối với tiêu chuẩn hiện hành Phân tích diễn biến chất lượng nước theo không gian và thời gian. Công bố thông tin cho cộng đồng Nghiên cứu khoa học: các nghiên cứu chuyên sâu về chất lượng nước thường không sử dụng WQI, tuy nhiên WQI có thể sử dụng cho các nghiên cứu vĩ mô khác như đánh giá tác động của quá trình đô thị hóa đến chất lượng nước khu vực, đánh giá hiệu quả kiểm soát phát thải,… * Quy trình xây dựng WQI: 9