Phân tích tương quan giữa xâm nhập mặn và chất lượng nước ở hai lưu vực sông Bến Hải và Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu bài viết hướng đến: (i) Làm rõ hiện trạng môi trường nước ở hai LVS Bến Hải và Thạch Hãn; (ii) phân tích thực trạng XNM ở hai hệ thống sông các năm 2020 và 2021; (iii) phân tích tư ng quan giữa các thông số XNM với CLN của LVS Bến Hải và Thạch Hãn; (iv) đề xuất giải pháp kỹ thuật giảm thiểu XNM ở khu vực nghiên cứu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Phân tích tương quan giữa xâm nhập mặn và chất lượng nước ở hai lưu vực sông Bến Hải và Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị

652 PHÂN TÍCH TƢƠNG QUAN GIỮA XÂM NHẬP MẶN VÀ CHẤT LƢỢNG NƢỚC Ở HAI LƢU VỰC SÔNG BẾN HẢI VÀ THẠCH HÃN, TỈNH QUẢNG TRỊ Bùi Thị Thu1, Đỗ Thị Việt Hƣơng1,*, Lê Hữu Tâm2 1 Trường Đại học Khoa học - Đại học Huế 2 Trung tâm Quan trắc Tài nguy n và Môi trường Quảng Trị *Tác giả chịu trách nhiệm: dtvhuong@hueuni.edu.vn Tóm tắt Quảng Trị là một tỉnh giáp biển nên xâm nhập mặn là hiện tượng phổ biến và có mối quan hệ v i chất lượng nư c ở hai lưu vực sông l n của tỉnh Quảng Trị là Bến Hải và Thạch Hãn. Thông qua bài toán phân tích thống kê số liệu quan trắc năm 2020 và 2021 cho thấy độ mặn nư c mặt có sự biến động đáng kể từ 0,03 (ngọt) đến 19,70‰ (lợ mặn) v i độ lệch chuẩn 7,34‰; độ mặn nư c dư i đất nằm trong khoảng 0,02 (ngọt) đến 1,2‰ (lợ nhạt) v i độ lệch chuẩn 0,25‰ Độ mặn nư c mặt có tư ng quan thuận rất chặt (r > 0,95) v i hàm lượng Sunphat và Florua; tư ng quan thuận chặt (r: 0,71 - 0,89) v i pH và chất rắn h a tan Trong khi đó, độ mặn nư c ngầm có tư ng quan thuận rất chặt (r > 0,94) độ dẫn điện, độ cứng; tư ng quan thuận chặt (r ≈ 0,8) v i Sunphat; tư ng quan thuận tư ng đối chặt (r: 0,5 - 0,6) v i pH và Florua. Kết quả này là c sở quan trọng để đề xuất giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu xâm nhập mặn ở khu vực nghiên cứu. Từ khóa: xâm nh p mặn; chất lượng nước; Bến Hải; Thạch Hãn; tương quan. 1. Đặt vấn đề Nư c là nguồn tài nguyên thiết yếu cho cuộc sống của con người và nền sản xuất của xã hội. Nhu cầu sử dụng nư c ngày càng gia tăng thì nguy c thiếu nư c, đặc biệt là nư c ngọt và nư c sạch là rất l n. Tỉnh Quảng Trị có hệ thống sông suối khá dày đặc thuộc về a lưu vực sông (LVS) là Bến Hải, Thạch Hãn và Ô Lâu v i mật độ trung bình 0,8 - 1,0 km/km2 Do đặc điểm địa hình có bề ngang hẹp, có dãy Trường S n ở phía Tây nên các sông của Quảng Trị có đặc điểm chung là ngắn và dốc. Cùng v i sự biến đổi khí hậu toàn cầu, xâm nhập mặn (XNM) trên các LVS đang ở tình trạng áo động Quá trình XNM đã ảnh hưởng đến đời sống sản xuất, sinh hoạt của người dân và làm thay đổi đáng kể chất lượng nư c (CLN) ở hai LVS l n của tỉnh Quảng Trị là Bến Hải và Thạch Hãn. Hiện nay, mặc dù đã có một số nghiên cứu về tình hình XNM ở khu vực này nhưng phần l n chỉ m i đánh giá hiện trạng và dự báo diễn biến của XNM. Vì vậy, mục tiêu ài áo hư ng đến: (i) Làm rõ hiện trạng môi trường nư c ở hai LVS Bến Hải và Thạch Hãn; (ii) phân tích thực trạng XNM ở hai hệ thống sông các năm 2020 và 2021; (iii) phân tích tư ng quan giữa các thông số XNM v i CLN của LVS Bến Hải và Thạch Hãn; (iv) đề xuất giải pháp kỹ thuật giảm thiểu XNM ở khu vực nghiên cứu. 2. Cơ sở lý thuyết và phƣơng pháp nghiên cứu 2.2. Cơ sở lý thuyết Xâm nhập mặn là quá trình thay thế nư c ngọt trong các tầng chứa nư c ở ven biển bằng nư c mặn do sự dịch chuyển của khối nư c mặn vào tầng nư c ngọt. XNM làm giảm nguồn nư c ngọt dư i l ng đất ở các tầng chứa nư c ven biển do cả hai quá trình tự nhiên và con người gây ra (EOE, 2012) Đặc điểm của quá trình XNM là sự lan truyền và khuếch tán có liên quan đến nhiều quá trình và chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố tác động khác nhau. XNM diễn ra ở cả tầng nư c mặt và nư c dư i đất. Xâm nhập mặn không chỉ ảnh hưởng đến kinh tế, xã hội mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nguồn nư c cấp sinh hoạt cho người dân và các hoạt động sản xuất. Trong những
. 653 năm gần đây, tình hình XNM tại các vùng ven biển diễn biến ngày càng gay gắt, gây nhiều khó khăn trong công tác quản lý nguồn tài nguyên nư c mặt (Nguyễn Thị Thuý Vy và cs., 2021). Bên cạnh đó, hiện tượng XNM nư c dư i đất cũng nhiều người nghiên cứu Trong đó, hiện tượng suy giảm mực nư c, hiện tượng ô nhiễm, XNM, lún mặt đất là các vấn đề cần quan tâm và kiểm soát vì nó sẽ trả lời cho các câu hỏi liên quan đến trữ lượng và CLN còn có thể khai thác trong khu vực (Đào Hồng Hải và cs., 2021). 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương ph p thu th p dữ liệu thứ cấp Thu thập các thông tin, tài liệu, dữ liệu từ các báo cáo, số liệu thống kê có liên quan để khái quát về đặc điểm thủy văn LVS ến Hải và Thạch Hãn từ UBND tỉnh Quảng Trị; số liệu quan trắc XNM các năm 2020, 2021 và kết quả phân tích các thông số CLN qua 2 đợt quan trắc năm 2020 và 2021 tại Phòng thí nghiệm để phân tích hiện trạng và diễn biến XNM từ Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Quảng Trị. Các chỉ tiêu thu thập có tính đồng bộ về địa điểm, thời gian và chỉ tiêu quan trắc các thông số chất lượng môi trường phục vụ cho phân tích tư ng quan giữa xâm nhập mặt và chất lượng nư c. 2.2.2. Phương ph p nh gi chất lượng môi trường Phư ng pháp này được sử dụng để đánh giá chất lượng nư c mặt và nư c dư i đất qua so sánh các thông số môi trường v i Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCKTQG) tư ng ứng: QCVN 08-MT:2015/BTNMT - QCKTQG về chất lượng nư c mặt; QCVN 09-MT:2015/BTNMT - QCKTQG về chất lượng nư c ngầm; QCVN 01-1:2018/BYT - QCKTQG về chất lượng nư c sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt. Các chỉ tiêu thống kê được lựa chọn đưa vào đánh giá tác động của quá trình XNM đến chất lượng nư c LVS Bến Hải và Thạch Hãn được lựa chọn dựa vào các quy định của Việt Nam (QCVN 08-MT:2015/BTNMT; QCVN 09-MT:2015/BTNMT; QCVN 01-1:2018/BYT). Dựa vào tổng quan các công trình nghiên cứu đi trư c liên quan đến ứng dụng thống kê đa biến trong đánh giá tác động của XNM đến CLN cũng như điều kiện sẵn có của nguồn dữ liệu quan trắc về XNM, CLN nư c mặt và nư c dư i đất ở khu vực nghiên cứu; các chỉ tiêu thống kê được lựa chọn cho phân tích bao gồm các nhóm chỉ tiêu và chỉ tiêu cụ thể như ở Bảng 1. Bảng 1. Các chỉ tiêu thống kê để phân tích ở LVS Bến Hải và Thạch Hãn giai đoạn 2020-2021 Mô t chỉ tiêu Đơn vị Mô t chỉ tiêu STT Ký hiệu STT Ký hiệu Đơn vị tính thống kê tính thống kê Nhóm chỉ tiêu đánh giá ảnh hưởng của XNM Nhóm chỉ tiêu đánh giá XNM lên môi trường I II lên môi trường nước mặt nước dưới đất 1 Độ mặn nư c mặt ĐMNM ‰ 1 Độ mặn nư c dư i đất ĐMNDD ‰ 2 pH pH # 2 pH pH # 3 Chất rắn hòa tan TDS mg/l 3 Độ dẫn điện EC µS/cm 4 Sunphat Sulfate mg/l 4 Độ cứng tổng số ĐC mg/l 5 Florua Florua mg/l 5 Sunphat Sulfate mg/l 6 Coliforms Coliforms MPN /100 ml 6 Florua Florua mg/l Đối v i phân tích tư ng quan giữa XNM v i môi trường nư c, cỡ mẫu thống kê từ kết quả quan trắc theo các nhóm chỉ tiêu đánh giá được thu thập đồng bộ giai đoạn 2020-2021, trong đó có 14 điểm quan trắc môi trường nư c mặt, 24 điểm quan trắc môi trường nư c dư i đất và 14 điểm quan trắc xâm nhập mặn. 2.2.3. Phương ph p thống mô tả và phân t ch tương quan Thống kê mô tả được sử dụng để cung cấp những thông số khái quát về đặc trưng mẫu quan trắc môi trường và so v i giá trị gi i hạn theo QCVN và thang đo A.F. Karpevits (nư c lợ: độ mặn từ 0,5 - 30‰, trong đó nư c lợ vừa có độ mặn từ 4 - 18‰, nư c lợ mặn có độ mặn từ 18 - 30‰; nư c mặn: độ mặn trên 30‰)
654 Ngoài ra, thống kê theo bảng phân tổ và theo nhiều chỉ tiêu, theo đồ thị ma trận phân tán cũng được phân tích nhằm cung cấp bức tranh về mối quan hệ giữa tình hình XNM v i chất lượng môi trường nư c ở hai LVS Đối v i phân tích tư ng quan, hệ số tư ng quan đ n r (Pearson Correlation Coeffifient) được sử dụng để lượng hóa mức độ chặt chẽ về mối liên hệ tuyến tính giữa 2 biến định lượng. Nếu 0,9 ≤ | r | ≤ 1: tư ng quan rất chặt; 0,7 ≤ | r | < 0,9: tư ng quan chặt; 0,5 ≤ | r | < 0,7: tư ng quan tư ng đối chặt; 0,3 ≤ | r | < 0,5: tư ng quan trung ình; 0,0 ≤ | r | < 0,3: tư ng quan yếu Ngoài ra, điều kiện để kiểm chứng cặp biến có tư ng quan v i nhau thì giá trị Sig. kiểm định phải nhỏ h n 0,05 (Hoàng Trọng và Chu Nguyễn Mộng Ngọc, 2008). Các phép phân tích thống kê được xử lý trên phần mềm IBM SPSS phiên bản 25. 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Hiện trạng môi trƣờng nƣớc ở lƣu vực sông Bến Hải và Thạch Hãn 3.1.1. Hiện trạng chất lượng môi trường nước ở lưu vực sông Bến Hải a) Môi trường nước mặt Chất lượng môi trường nư c mặt tại 06 vị trí quan trắc (Hình 1) đều nằm trong gi i hạn B1 theo QCVN 08-MT:2015/ TNMT, đảm bảo cho mục đích tư i tiêu, thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu CLN tư ng tự hoặc thấp h n Cụ thể về các thông số quan trắc như sau: - Giá trị pH tư ng đối ổn định, dao động từ 6,2 - 7,9, đáp ứng được cho mục đích tư i tiêu, thủy lợi. - Các thông số BOD5 và COD: dao động từ 1,7 - 2,1 mg/l đối v i BOD5 và từ 8 - 12 mg/l đối v i COD Điều này chứng tỏ CLN mặt ở chưa có dấu hiệu ô nhiễm BOD5 và COD, cũng như chưa chịu các tác động l n do hoạt động phát triển kinh tế - xã hội của địa phư ng - Thông số NO3-N tư ng đối ổn định, dao động từ 0,14 - 0,71 mg/l. Thông số Fe có xu hư ng gia tăng vào năm 2021, riêng tại vị trí NM14 (Chân đập ngăn mặn sông Sa Lung) giảm so v i năm 2020 Hình 1. Vị trí quan trắc môi trường ở LVS Bến Hải. - Thông số Florua có sự biến động l n và có xu hư ng gia tăng vào năm 2021 Mật độ Coliform dao động từ 39 - 460 MPN/100 ml. b) Môi trường nước dưới ất Kết quả quan trắc chất lượng môi trường nư c dư i đất (bao gồm giếng khoan và giếng đào) tại 12 vị trí (Hình 1) nằm trong khuôn viên hộ gia đình cho thấy: CLN dư i đất tại phần l n các vị trí quan trắc đều nằm trong gi i hạn cho phép theo QCVN 09-MT:2015/BTNMT. Nhằm đưa ra các khuyến cáo về CLN đáp ứng cho mục đích sinh hoạt, trong nghiên cứu đã tiến hành so sánh v i QCVN 01-1:2018/BYT. Cụ thể như sau: - Giá trị pH dao động từ 4,7 - 6,8 và có sự biến động l n. Khi so sánh v i QCVN 09- MT:2015/ TNMT, năm 2020, có 5/12 vị trí có giá trị pH nằm ngoài khoảng gi i hạn và có xu hư ng giảm còn 1/12 vị trí vào năm 2021 So sánh v i QCVN 01-1:2018/ YT, năm 2020 có 7/12 vị trí và năm 2021 có 4/12 có giá trị pH nằm ngoài khoảng gi i hạn cho phép dao động từ 4,7 - 5,8. Cần lưu ý tại các vị trí NN13 (xã Linh Trường), NN19 (xã Vĩnh Giang), NN20 (TT Cửa Tùng) và NN21 (xã Vĩnh Long), CLN tại các khu vực này không đảm bảo mục đích sinh hoạt, ăn uống của người dân.
. 655 - Thông số độ cứng dao động từ 22 - 180 mg/l, nằm trong gi i hạn cho phép so v i QCVN 09-MT:2015/BTNMT và QCVN 01-1:2018/BYT. - Thông số NO3-N dao động từ 0,03 - 10,9 mg/l. Nếu so sánh v i QCVN 01-1:2018/BYT thì có 02/12 vị trí (NN16 - xã Trung Giang và NN20 - thị trấn Cửa Tùng) có kết quả vượt gi i hạn cho phép từ 2,4 - 5,5 lần, CLN tại các khu vực này không đảm bảo mục đích vệ sinh, ăn uống của người dân. - Thông số Fe dao động từ < 0,03 - 1,12 mg/l. Nếu so sánh v i QCVN 01-1:2018/ YT, năm 2020 có 03/12 vị trí và năm 2021 có 02/12 vị trí (NN13 - xã Linh Trường và NN15 - xã Trung Hải) có kết quả vượt gi i hạn cho phép từ 1,4 - 3,4 lần, CLN tại các khu vực này không đảm bảo mục đích vệ sinh, ăn uống của người dân. - Thông số Sunphat dao động từ 3 - 114 mg/l, nằm trong gi i hạn cho phép khi so sánh v i QCVN 09-MT:2015/BTNMT và QCVN 01-1:2018/BYT. - Thông số Florua dao động từ 0,2 - 0,47 mg/l, nằm trong gi i hạn cho phép khi so sánh v i QCVN 09-MT:2015/BTNMT và QCVN 01-1:2018/BYT. - Mật độ Coliform dao động từ 0 - 4 MPN/100 ml. Khi so sánh v i QCVN 09- MT:2015/BTNMT và QCVN 01-1:2018/BYT, có 02/12 vị trí mật độ Coliform vượt gi i hạn là 1,3 lần (NN14 - xã Trung S n và NN17 - xã Vĩnh S n) 3.2.2. Hiện trạng chất lượng môi trường nước ở LVS Thạch Hãn a) Môi trường nước mặt Kết quả quan trắc chất lượng môi trường nư c mặt tại 08 vị trí quan trắc (Hình 2) trong 2 đợt 2020 và 2021 đều nằm trong gi i hạn B1 theo QCVN 08-MT:2015/ TNMT nên đảm bảo cho mục đích tư i tiêu, thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu CLN tư ng tự hoặc thấp h n QCVN - Giá trị pH tư ng đối ổn định, dao động trong khoảng từ 6,1 đến 7,5 CLN đáp ứng được cho mục đích tư i tiêu, thủy lợi hoặc thấp h n khi so sánh v i QCVN của Bộ TNMT (2015). Hình 2. Vị trí quan trắc môi trường ở LVS Thạch Hãn. - Các thông số BOD5 và COD dao động từ 1,5 - 2,2 mg/l đối v i BOD5 và từ 5 - 12 mg/l đối v i COD. Có thể thấy rằng, CLN sông trên của hệ thống sông Thạch Hãn chưa có dấu hiệu ô nhiễm BOD5 và COD, chưa chịu các tác động l n do hoạt động phát triển kinh tế - xã hội của địa phư ng - Thông số Fe dao động từ 0,047 - 0,84 (mg/l). So v i thời điểm quan trắc năm 2020, phần l n nồng độ Fe trong nư c mặt có xu hư ng giảm vào năm 2021 Thông số Florua có sự biến động l n. So v i đợt quan trắc năm 2020, tất cả các vị trí quan trắc đều có xu hư ng tăng vào năm 2021 và nằm trong gi i hạn B1 theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Mật độ Coliform đều nằm trong gi i hạn cho phép, dao động từ 6 - 930 MPN/100 ml. b) Môi trường nước dưới ất Kết quả quan trắc chất lượng môi trường nư c dư i đất tại 12 vị trí (bao gồm giếng khoan và giếng đào) qua 02 đợt quan trắc năm 2020 và 2021 nằm trong khuôn viên hộ gia đình cho thấy: Các thông số CLN dư i đất đều nằm trong gi i hạn cho phép theo QCVN 09-MT:2015/BTNMT (ngoại trừ Coliform). Nhằm đánh giá CLN đáp ứng cho mục đích sinh hoạt, nghiên cứu đã tiến hành so sánh v i QCVN 01-1:2018/BYT, cụ thể như sau: - Giá trị pH dao động từ 5,6 - 8,1. Khi so sánh v i QCVN 01-1:2018/ YT, năm 2020 có
656 1/12 vị trí và năm 2021 có 3/12 vị trí có giá trị pH nằm ngoài khoảng gi i hạn cho phép. Các hộ dân tại khu vực TT Ái Tử (NN3), xã Triệu Thuận (NN4), phường Đông Lễ (NN6) và xã Cam Thủy (NN10) muốn sử dụng làm nư c sinh hoạt cần cân nhắc và có các biện pháp xử lý, thích hợp để sử dụng. - Độ cứng dao động từ 57 - 440 mg/l. So v i QCVN 01-1:2018/ YT, năm 2020 có 1/12 vị trí và năm 2021 có 3/12 vị trí (TP Đông Hà: NN5 - Phường 2 và NN12 - Phường 3; NN7 - xã Gio Mai) vượt gi i hạn cho phép từ 1,3 - 1,5 lần, CLN tại các khu vực này không đảm bảo mục đích vệ sinh, ăn uống của người dân. - Thông số NO3-N dao động từ 0,03 - 10,9 mg/l. So sánh v i QCVN 01-1:2018/ YT, năm 2020 có 05/12 vị trí và năm 2021 có 3/12 vị trí quan trắc có kết quả vượt gi i hạn cho phép từ 1,2 - 5,6 lần như ở (Hình 6.c). Tại các vị trí NN1 (xã Hải Lệ), NN8 (xã Gio Việt) và NN11 (xã Cam Hiếu), CLN tại những khu vực này không đảm bảo mục đích vệ sinh, ăn uống của người dân. - Thông số Fe dao động từ 0,03 - 2,44 mg/l. So sánh v i QCVN 01-1:2018/BYT, có 03/12 vị trí (NN3 - TT Ái Tử, NN7 - xã Gio Mai và NN10 - xã Cam Thủy) có kết quả cả 02 đợt quan trắc vượt gi i hạn cho phép từ 1,7 - 4,4 lần. CLN tại các khu vực này không đảm bảo mục đích vệ sinh, ăn uống của người dân. - Thông số Sunphat dao động từ 3 - 288 mg/l. So sánh v i QCVN 01-1:2018/BYT, có 01/12 vị trí (NN12 - phường 3 - TP Đông Hà) vượt gi i hạn cho phép. CLN tại khu vực này không đảm bảo mục đích vệ sinh, ăn uống của người dân. - Thông số Florua dao động từ 0,2 - 0,8 mg/l, nằm trong gi i hạn cho phép của QCVN 09- MT:2015/BTNMT và QCVN 01-1:2018/BYT. - Mật độ Coliform dao động từ 0 - 4 MPN/100 ml. So sánh v i QCVN 09- MT:2015/BTNMT và QCVN 01-1:2018/ YT, năm 2020 có 01/12 vị trí, năm 2021 có 03/12 vị trí có mật độ Coliform vượt gi i hạn cho phép là 1,3 lần (NN3 - TT Ái Tử, NN5 - phường 2 - TP Đông Hà và NN10 - xã Cam Thủy). 3.3. Thực trạng xâm nhập mặn ở hệ thống sông Bến Hải và Thạch Hãn giai đoạn 2020-2021 Kết quả quan trắc độ mặn ở 14 điểm quan trắc nư c mặt cho thấy, ở cầu Thạch Hãn (NM2) có độ mặn thấp nhất (0,03‰) vào năm 2020 và điểm cách cầu Hiền Lư ng về phía thượng lưu 2 km (NM10) là n i có độ mặn cao nhất (19,7‰) vào năm 2021 Vào mùa khô, độ mặn trung bình trên sống Bến Hải dao động trong khoảng 7,8 - 12,5‰ Vào mùa mưa, độ mặn trung bình dao động trong khoảng 0,16 - 0,18‰ Nguyên nhân là do vào mùa mưa, lượng nư c ngọt trên các lưu vực sông được bổ sung làm độ mặn giảm đáng kể so v i mùa khô. Kết quả quan trắc XNM trên sông Hiếu thuộc hệ thống sông Thạch Hãn tại điểm SH2-1 (Cách cầu Đuồi khoảng 500 m về phía thượng lưu) cho thấy: Độ mặn ít có sự biến động giữa hai mùa. Vào mùa khô, độ mặn trung ình dao động trong khoảng 0,08 - 0,09‰ Vào mùa mưa, độ mặn trung bình dao động trong khoảng 0,06 - 0,08‰ Qua đó có thể thấy rằng, XNM chưa có dấu hiệu tác động đến khu vực này. Đối v i nư c dư i đất, khi quan trắc tại 24 địa điểm trên 2 LVS thì ở khu vực xã Vĩnh H a, Vĩnh Linh (NN24) có độ mặn thấp nhất (0,02‰) vào năm 2021 và khu vực phường 3, Đông Hà (NN12) là n i có độ mặn cao nhất (1,2‰) vào năm 2021. 3.4. Mối quan hệ giữa xâm nhập mặn với chất lƣợng nƣớc lƣu vực sông Bến Hải và sông Thạch Hãn 3.4.1. Thống mô tả chung c c mẫu thống a) Nhóm chỉ ti u nh gi XNM l n môi trường nước mặt Qua thống kê mô tả trên phần mềm SPSS, giá trị trung bình các thông số môi trường nư c mặt được thể hiện ở bảng 2.
. 657 Bảng 2. Biến động các giá trị trung bình thông số về môi trường nước mặt giai đoạn 2020-2021 i trị i trị i trị Thông ố D i gi trị Độ lệnh chuẩn Giá trị giới hạn nhỏ nhất cao nhất trung bình * Lợ: 0,5-30‰ Độ mặn nư c mặt 19,67 0,03 19,70 5,66 7,34 Mặn: >30‰ pH 1,80 6,10 7,90 7,05 0,55 5,5 - 9** Tổng chất rắn hoà tan 2.0655,00 45,00 2.0700,00 5.086,64 7.314,35 1000*** Sulfate 1.523,00 0,00 1.523,00 432,21 553,49 Florua 1,10 0,00 1,10 0,41 0,36 1,5** Coliform 921 9 930 205,21 253,31 7500** N = 28 * Thang o mặn của A.F.Karpevits; ** QCVN 08-MT:2015/BTNMT QCKTQG về CLN mặt (B1); ***QCVN 14:2008/BTNM QCKTQG về nước thải sinh hoạt (tương ương CLN mặt B1, B2). Qua bảng 2 cho thấy, trong giai đoạn 2020-2021 độ mặn nư c mặt nằm trong khoảng 0,03 đến 19,70‰ ( ắt đầu qua ngưỡng lợ mặn) v i độ lệch chuẩn 7,34‰, chứng tỏ giá trị độ mặn có sự biến động đáng kể Độ mặn của nư c mặt trung bình ở mức 5,66‰ (thuộc ngưỡng mức lợ vừa). Thông số tổng số chất rắn hòa tan TDS (Total dissolved solid) có giá trị cao nhất và giá trị trung ình đều vượt mức quy chuẩn cho phép đối v i nguồn nư c có CLN tư ng đư ng cột B1, B2 của QCKTQG về CLN mặt hoặc nư c biển ven bờ Trong khi đó các thông số pH, Coliform, Florua đều nằm trong ngưỡng quy chuẩn cho phép. b) Nhóm chỉ ti u nh gi XNM l n môi trường nước dưới ất Kết quả phân tích tác động bởi XNM giai đoạn 2020-2021 được so sánh v i QCVN 09- MT:2015/BTNMT- QCKTQG về CLN dư i đất. Qua thống kê mô tả trên phần mềm SPSS, giá trị trung bình các thông số môi trường nư c dư i đất được thể hiện ở bảng 3. Bảng 3. Biến động giá trị trung bình các thông số môi trường nước dưới đất giai đoạn 2020-2021 i trị i trị i trị Độ lệch i trị Thông ố D i gi trị nhỏ nhất lớn nhất trung bình chuẩn giới hạn * Lợ: 0,5 - 30‰ Độ mặn 1,18 0,02 1,20 0,25 0,25 Mặn: >30‰ pH 3,40 4,70 8,10 6,16 0,61 5,5 - 8,5** Độ dẫn điện 2.249,00 67,00 2.316,00 441,81 486,89 30 - 2000 Độ cứng tổng số 440,00 22,00 462,00 131,04 103,63 500** 2- Sulfate (SO4 ) 288,00 0,00 288,00 29,48 63,58 400** Florua (F-) 0,80 0,00 0,80 0,13 0,17 1** N = 48 * Thang o mặn của A.F.Karpevits; **QCVN 09-MT:2015/BTNMT - QCKTQG về CLN dưới ất. Qua bảng 3 cho thấy, độ mặn nư c dư i đất nằm trong khoảng 0,02 đến 1,2‰ v i độ lệch chuẩn 0,25‰ Theo thang đo A F Karpevits, độ mặn của nư c dư i đất nằm trong ngưỡng nư c ngọt (0,01 - 0,5‰) và chỉ m i bắt đầu qua gi i hạn ngưỡng nư c lợ nhạt (độ mặn từ 0,5 - 4‰) Các thông số độ cứng, Sunphat và Florua trong giai đoạn này đều nằm trong ngưỡng quy chuẩn cho phép. Thông số pH có giá trị thấp nhất vượt ngoài ngưỡng dư i v i mức pHmin = 4,7 < 5,5 (quy chuẩn) Điều này cho thấy pH có xu hư ng chua hóa. Thông số độ dẫn điện EC của nư c dư i đất có giá trị l n nhất vượt ngưỡng quy chuẩn cho phép, tư ng ứng ECmax = 2.316 > 2.000. 3.4.2. Tương quan giữa xâm nh p mặn với môi trường nước a) Môi trường nước mặt Đồ thị ma trận phân tán thể hiện mối quan hệ giữa độ mặn nư c mặt v i các thông số CLN mặt quan trắc trong giai đoạn 2020-2021 được thể hiện ở Hình 3.
658 Qua Hình 3 cho thấy, biến XNM có tư ng quan tuyến tính theo chiều thuận v i các thông số CLN mặt như pH, chất rắn l lửng, Sunphat, Florua Trong đó, mối tư ng quan giữa độ mặn v i hàm lượng chất rắn l lửng, Sunphat, Florua theo mô hình tuyến tính và khá chặt Điều này cho thấy khi độ mặn càng tăng thì các thông số trên tư ng ứng tăng theo Trong khi đó, giữa độ mặn trong môi trường nư c mặt và coliform chưa thể hiện rõ mối tư ng quan chặt chẽ. Để thấy rõ thêm mức độ chặt chẽ trong mối Hình 3. Đồ thị ma trận phân tán tương quan liên hệ tuyến tính giữa độ mặn và các thông số giữa độ mặn với các thông số CLN môi trường môi trường nư c mặt, hệ số tư ng quan đ n nước mặt giai đoạn 2020-2021. Pearson đã được tính toán và thể hiện qua Bảng 4. Bảng 4. Hệ số tương quan Pearson giữa độ mặn với các thông số nước mặt giai đoạn 2020 - 2021 ở LVS Bến Hải và Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị Chỉ tiêu pH Chất rắn lơ lửng Sunphat Florua Coliform Độ mặn Hệ số tư ng quan Pearson 0,709** 0,887** 0,952** 0,985** - 0,07 nư c mặt Giá trị Sig. 0,000 0,000 0,000 0,000 0,725 ** Kiểm ịnh 2 uôi (2-tailed) mức tin c y 99%, t ng số mẫu N=28 Nguồn: Kết quả phân tích SPSS Qua Bảng 4 cho thấy, các thông số pH, chất rắn l lửng, Sunphat, Florua có tư ng quan thuận v i độ mặn nư c mặt v i ý nghĩa kiểm định thống kê Sig. = 0,00 (< 0,05) thỏa mãn điều kiện tư ng quan. Giữa biến Coliform và biến độ mặn nư c mặt không có tư ng quan v i nhau do giá trị ý nghĩa kiểm định thống kê Sig. = 0,725 (> 0,05) nên không thỏa mãn điều kiện tư ng quan Độ mặn và hàm lượng Sunphat (SO42-) và Florua (F-) trong nư c mặt có tư ng quan thuận rất chặt v i hệ số tư ng quan tư ng ứng là r = 0,952 và r = 0,985 Như vậy, ứng v i độ mặn càng cao sẽ dẫn đến hàm lượng Sunphat và Clorua trong nư c càng cao. Thông số pH và chất rắn hòa tan (TDS) có mối tư ng quan thuận chặt đối v i độ mặn trong nư c mặt tư ng ứng v i giá trị hệ số tư ng quan Pearson là r = 0,709 và r = 0,887 Khi độ mặn trong nư c càng tăng, dẫn đến nồng độ pH tăng, điều này sẽ ảnh hưởng đến CLN mặt. b) Môi trường nước dưới ất Đồ thị ma trận phân tán thể hiện xu hư ng quan hệ giữa độ mặn môi trường nư c dư i đất v i các thông số CLN dư i đất quan trắc trong giai đoạn 2020-2021 như ở Hình 4. Qua Hình 4 cho thấy, biến độ mặn đều có tư ng quan tuyến tính theo chiều thuận v i các thông số CLN dư i đất như pH, độ dẫn điện, độ cứng, Sunphat và Florua Trong đó, mối tư ng quan giữa độ mặn v i độ dẫn điện và độ cứng theo mô hình tuyến tính và khá chặt. Điều này cho thấy khi độ mặn càng tăng thì dẫn đến các thông số trên tư ng ứng tăng theo Để thấy rõ thêm mức Hình 4. Đồ thị ma trận phân tán tương độ chặt chẽ trong mối liên hệ tuyến tính giữa độ mặn và quan giữa độ mặn với các thông số các thông số môi trường nư c mặt, hệ số tư ng quan đ n CLN môi trường dưới đất giai đoạn Pearson được tính toán và thể hiện qua bảng 5. 2020-2021.
. 659 Bảng 5. Hệ số tương quan Pearson giữa độ mặn với các thông số nước dưới đất giai đoạn 2020-2021 ở LVS Bến Hải và Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị Chỉ tiêu pH Độ dẫn iện Độ cứng Sunphat Florua Hệ số tư ng quan Độ mặn nư c 0,548** 0,991** 0,940** 0,795** 0,619** Pearson dư i đất Giá trị Sig 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 ** Kiểm ịnh 2 uôi (2-tailed) mức tin c y 99%, t ng số mẫu N = 48 Nguồn: Kết quả phân tích SPSS Qua Bảng 5 cho thấy, các thông số độ pH, độ dẫn điện, độ cứng, Sulfate và Florua đều có tư ng quan thuận v i độ mặn nư c dư i đất v i ý nghĩa kiểm định thống kê Sig. = 0,00 (< 0,05) thỏa mãn điều kiện tư ng quan Độ mặn và độ dẫn điện, độ cứng trong nư c dư i đất có tư ng quan thuận rất chặt v i hệ số tư ng quan tư ng ứng là r = 0,991 và r = 0,940. Ứng v i độ mặn trong nư c dư i đất càng cao sẽ dẫn đến độ dẫn điện và độ cứng trong nư c càng cao, trong đó, độ dẫn điện có hệ số tư ng quan cao nhất, gần bằng 1 Độ mặn trong nư c dư i đất có tư ng quan thuận chặt v i thông số Sunphat. Các thông số pH, Florua có mối tư ng quan thuận tư ng đối chặt v i độ mặn trong nư c dư i đất, v i hệ số tư ng quan nằm trong ngưỡng 0,5 - 0,7 Điều này cũng phản ánh xu thế tư ng tự v i mối tư ng quan các thông số này như đối v i nư c mặt. 3.5. Giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu xâm nhập mặn ở khu vực nghiên cứu - Tăng cường nạo vét, gia cố, duy tu sửa chữa hệ thống kênh tư i, hệ thống đập ngăn mặn sông Cánh H m, sông Vĩnh Phư c, sông Vĩnh Định. Lắp đặt trạm m dã chiến cùng phư ng tiện lấy nư c để chủ động vận hành, đảm bảo đủ điều kiện dẫn nư c cho các vùng thường xuyên chịu hạn hán, XNM. - Xây dựng và nâng cấp các tuyến đê sông tại các khu vực xung yếu thường xuyên chịu tác động của XNM như: Vĩnh Giang, Hiền Thành, Vĩnh S n, Vĩnh Lâm, Vĩnh Long (Vĩnh Linh); Xã Triệu Vân, Triệu Phư c, Triệu Ái, Triệu Giang (Triệu Phong) và các phường ở Đông Hà - Đầu tư dự án xây đập ngăn mặn sông Bến Hải, giữ ngọt cho vùng hạ lưu sông ến Hải, đảm bảo an toàn, an ninh nguồn nư c cho sản xuất và sinh hoạt trư c mắt và lâu dài. - Quản lý, vận hành và có giải pháp nạo vét tăng dung tích các hồ đập ở LVS Bến Hải và LVS Thạch Hãn nhằm cung cấp đủ nư c tư i tiêu phục vụ sản xuất. - Đầu tư xây dựng hệ thống cảnh báo s m thiên tai, thiết bị giám sát mực nư c, quan trắc cảnh báo tự động về độ mặn tại các lưu vực để sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nư c mặt tại các lưu vực sông. 4. Kết luận Qua quá trình nghiên cứu số liệu tại 14 điểm quan trắc nư c mặt và 24 điểm quan trắc nư c ngầm vào năm 2020 và 2021, có thể rút ra một số kết luận sau: Hầu hết các điểm quan trắc CLN mặt ở LVS Bến Hải và Thạch Hãn đều nằm trong gi i hạn B1 theo QCVN 08-MT: 2015/ TNMT, đảm bảo cho mục đích tư i tiêu, thủy lợi CLN dư i đất tại phần l n các vị trí quan trắc đều nằm trong gi i hạn cho phép theo QCVN 09-MT:2015/ TNMT nhưng nếu sử dụng cho mục đích sinh hoạt thì có một số thông số ở vài ba vị trí vượt gi i hạn từ 1,3 - 5,5 lần như NO3-N, Fe, Coliform... Độ mặn của môi trường nư c mặt dao động từ 0,03 - 19,7‰, ở môi trường nư c dư i đất dao động từ 0,02-1,2‰ Kết quả phân tích tư ng quan cho thấy, độ mặn nư c mặt có tư ng quan thuận từ chặt đến rất chặt v i hàm lượng Sunphat, Florua, pH và chất rắn hòa tan Độ mặn nư c ngầm có tư ng quan thuận từ tư ng đối chặt đến rất chặt v i pH và Florua; Sunphat; độ dẫn điện và độ cứng. Một số giải pháp kỹ thuật cũng đã được đề xuất nhằm giảm thiểu xâm nhập mặn ở khu vực nghiên cứu.
660 Lời cảm ơn ài áo được hoàn thành nằm trong khuôn khổ nhiệm vụ ―Điều tra, đánh giá ảnh hưởng đến môi trường và kinh tế - xã hội dư i tác động của XNM các cửa sông tỉnh Quảng Trị‖ của Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Quảng Trị. Tài liệu tham khảo Đào Hồng Hải và cs , 2021 Đánh giá tính tổn thư ng XNM nguồn tài nguyên nư c dư i đất tỉnh Trà Vinh. Kỷ yếu Hội thảo Khoa học Quốc tế Phát triển Xây dựng bền vững trong điều kiện Biến đổi khí hậu khu vực đồng bằng Sông Cửu Long (SCD2021), tr.217-224. Nguyễn Thị Thuý Vy và cs., 2021. Hiệu quả quản lý tài nguyên nư c mặt phục vụ sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản dư i tác động của XNM tại tỉnh Bến Tre, Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Th , Tập 57, số 4A (2021): 82-92, DOI:10.22144/ctu.jvn.2021.116. Hoàng Trọng và Chu Nguyễn Mộng Ngọc, 2008. Phân tích dữ liệu nghiên cứu v i SPSS, NXB Hồng Đức, Hà Nội. Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Quảng Trị, 2021 Điều tra, đánh giá ảnh hưởng đến môi trường và kinh tế - xã hội dư i tác động của XNM các cửa sông tỉnh Quảng Trị. Báo cáo tổng kết nhiệm vụ khoa học cấp tỉnh, Quảng Trị. Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Trị, 2020. Báo cáo Hiện trạng môi trường tỉnh Quảng trị giai đoạn 2016 - 2020, Quảng Trị. Encyclopedia of Earth (EOE), 2012. Effect of climate change and land use change on saltwater intrusion, http://www.eoearth.org/view/article/152361/. Tra cứu ngày 20/6/2023. Correlation analysis between saline intrusion and water quality in Ben Hai and Thach Han river basins, Quang Tri province Bui Thi Thu1, *, Đo Thi Viet Huong1* Le Huu Tam2 1 Hue University of Sciences 2 Quang Tri Center for Natural Resources and Environment Monitoring *Corresponding author: dtvhuong@hueuni.edu.vn Abstract Quang Tri is a coastal province, so saline intrusion is a common phenomenon and has a relationship with water quality in two large river basins Ben Hai and Thach Han of Quang Tri province. Through statistical analysis of monitoring data in 2020 and 2021, it reveals that surface water salinity fluctuates significantly from 0,03 (sweet) to 19,70 ‰ (salty rackish) with a standard deviation of 7,34‰; Groundwater salinity ranges from 0,02 (sweet) to 1,2‰ (slight rackish) with a standard deviation of 0,25‰ Surface water salinity has a very high positive correlation with Sulfate and Fluoride (r>0,95), and a high positive correlation with pH and dissolved solids (r: 0,71 - 0,89). Meanwhile, groundwater salinity has a very high positive correlation (r>0,94) with electrical conductivity and water hardness; a high positive correlation (r ≈ 0,8) with sulfate; a relatively high positive correlation (r: 0,5-0,6) with pH and fluoride. This result is a vital foundation for proposing technical solution to minimize saltwater intrusion in the study area. Keywords: saline intrusion, water quality, Ben Hai, Thach Han, correlation.