Tiểu luận: Đất ngập nước

MỤC LỤC CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐẤT NGẬP NƯỚC ............................................. 4 1.1. CÁC ĐỊNH NGHĨA VỀ ĐẤT NGẬP NƯỚC.................................................... 4 1.2. CHỨC NĂNG CỦA ĐẤT NGẬP NƯỚC ......................................................... 5 1.2.1. Chức năng sinh thái ...................................................................................... 5 1.2.2. Chức năng kinh tế của đất ngập nước ........................................................ 5 1.2.3. Chức năng xã hội .......................................................................................... 6 1.3. VAI TRÒ CỦA ĐẤT NGẬP NƯỚC .................................................................. 6 1.4. ĐẤT NGẬP NƯỚC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ PHÂN LOẠI .......... 7 1.4.1. Lịch sử sử dụng đất ngập nước để làm sạch nước ..................................... 7 1.4.2. Đất ngập nước tự nhiên ................................................................................ 7 1.4.3. Đất ngập nước nhân tạo .............................................................................. 7 1.4.3.1. Theo hệ thống phân loại Ramsar ......................................................... 8 1.4.3.2. Theo hệ thống phân loại ĐNN của tổ chức bảo tồn thiên nhiên quốc tế (IUCN WETLAND CLASSIFICATION, DUGAN, 1999)......................... 9 1.4.3.3. Theo Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường năm 2001 về việc phân loại đất ngập nước nhân tạo ............................................................................ 9 1.5. SỰ KHÁC BIỆT GIỮA ĐẤT NGẬP NƯỚC TỰ NHIÊN VÀ NHÂN TẠO ................................................................................................................. 11 CHƯƠNG 2. SƠ LƯỢC VỀ ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO ............................. 13 2.1. THÀNH PHẦN CỦA VÙNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO ..................... 13 2.1.1. Nước .............................................................................................................. 13 2.1.2. Chất nền, trầm tích, và rác .......................................................................... 13 2.1.3. Thực vật thủy sinh ........................................................................................ 14 2.1.4. Vi sinh vật ...................................................................................................... 15 2.1.5. Động vật ......................................................................................................... 15<br /> 1<br /> <br /> 2.2. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO .... 16 2.2.1. Ưu điểm thi công vùng ngập nước .............................................................. 16 2.2.2. Nhược điểm của vùng đất ngập nước nhân tạo ......................................... 16 2.3. DUY TRÌ VÀ BẢO DƯỠNG HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐẤT NGẬP NƯỚC ......................................................................................................................... ..17 CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG CỦA MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO ... 19 3.1. MỘT SỐ THỰC VẬT TIÊU BIỂU VÙNG ĐẤT NGẬP NƯỚC .................... 19 3.1.1. Cây bèo tây ................................................................................................... 21 3.1.2. Cây sậy (tên khoa học là Phragmites communis) ..................................... 22 3.1.3. Cỏ Vetiver – Cỏ Hương Bài (Tên khoa học Vetiveria Zizanioides L. thuộc họ Graminae, họ phụ Panicoideae, tộc Andropogoneae, tộc phụ Sorghinae.) .................................................................................................... 23 3.1.4. Cây cỏ nến (Typha) ....................................................................................... 24 3.2. CƠ CHẾ XỬ LÝ NƯỚC THẢI .......................................................................... 24 3.2.1. Các quá trình diễn ra trong hệ thống đất ngập nước................................ 24 3.2.1.1. Quá trình vật lí, hóa học ........................................................................ 24 3.2.1.2. Quá trình sinh học.................................................................................. 25 3.2.2. Cơ chế các quá trình xử lý nước thải .......................................................... 25<br /> <br /> 3.2.2.1. Loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học .......... 26 3.2.2.2. Loại bỏ chất rắn ............................................................................ 27 3.2.2.3. Cơ chế loại bỏ Nitơ........................................................................ 28 3.2.2.4. Cơ chế loại bỏ photpho ................................................................. 30 3.2.2.5. Cơ chế loại bỏ kim loại nặng ........................................................ 30 3.2.2.6. Loại bỏ các hợp chất hữu cơ ........................................................ 31<br /> <br /> CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ...........................................33<br /> 4.1. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ .................................................................................. 33<br /> 2<br /> <br /> 4.1.1. Vị trí xây dựng .............................................................................................. 34 4.1.2. Thổ nhưỡng ................................................................................................... 34 4.1.3. Yếu tố thủy văn ............................................................................................. 34 4.1.4. Kỳ vọng hiệu suất.......................................................................................... 35 4.2. CÁC MÔ HÌNH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO ................................................................................................................ 35 4.2.1. Hệ thống dòng chảy trên bề mặt (Free water surface - FWS) .................. 35 4.2.2. Hệ thống dòng chảy ngang dưới mặt đất (Horizontal subsurface flow - HSF) .......................................................................................................................... 35 4.2.3. Hệ thống với dòng chảy thẳng đứng (Vertical subsurface flow - VSF) ........................................................................................................................... 36 4.3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ...................................................................................... 38 4.3.1. Thiết kế hệ thống đất ngập nước nhân tạo dòng chảy mặt (FWS) .......... 39 4.3.1.1. Mô hình liên tục – sequential model ..................................................... 39 4.3.1.2. Cơ sở tính toán, thiết kế hệ thống FWS ................................................ 41 4.3.2. Thiết kế hệ thống đất ngập nước nhân tạo dòng chảy ngầm (SFS) ......... 45 CHƯƠNG 5. TỒ CHỨC QUAN TRẮC VÀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO .................................................................................................... 48 5.1. QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG NƯỚC .............................................................. 48 5.2. QUẢN LÝ THẢM THỰC VẬT TRONG HỆ THỐNG ĐẤT NGẬP NƯỚC ............................................................................................................. 48 5.3. QUAN TRẮC ĐẤT NGẬP NƯỚC TRONG HỆ THỐNG .............................. 49 KẾT LUẬN .................................................................................................................. 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 51<br /> <br /> 3<br /> <br /> CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐẤT NGẬP NƯỚC 1.1. CÁC ĐỊNH NGHĨA VỀ ĐẤT NGẬP NƯỚC Định nghĩa về đất ngập nước có thể chia làm 2 nhóm chính: một nhóm theo nghĩa rộng và một nhóm theo nghĩa hẹp: - Nhóm định nghĩa theo nghĩa rộng được nhiều người công nhận nhất là công ước Ramsar (năm 1971): "Đất ngập nước bao gồm: những vùng đầm lầy, đầm lầy than bùn, những vực nước bất kể là tự nhiên hay nhân tạo, những vùng ngập nước tạm thời hay thường xuyên, những vực nước đứng hay chảy, là nước ngọt, nước lợ hay nước mặn, kể cả những mực nước biển có độ sâu không quá 6m khi triều thấp". - Theo nghĩa hẹp: Nhìn chung đất ngập nước là khu vực chuyển tiếp giữa đất và nước, đới chuyển tiếp sinh thái. Những nơi mà sự ngập nước của đất gây ra sự phát triển của một hệ sinh thái đặc trưng, bao gồm một loạt các môi trường ẩm ướt như đầm lầy, đồng cỏ ẩm ướt, đất ngập nước thủy triều, vùng ngập và ven sông vùng đất ngập nước dọc theo dòng kênh. Phạm vi phân bố và diện tích của đất ngập nước: - Đất ngập nước xuất hiện ở mọi nơi từ địa cực tới xích đạo. Hiện nay, người ta vẫn chưa biết chính xác diện tích đất ngập nước chiếm bao nhiêu phần trăm diện tích bề mặt Trái Đất. - UNEP (Chương trình Môi trường Liên hiệp quốc) cho rằng diện tích đất ngập nước vào khoảng 570 triệu hecsta (5,7 triệu km²), tức là khoảng 6% diện tích bề mặt của trái đất, bao gồm 2% là hồ, 30% là bãi lầy, 20% là đầm lầy và 15% là đồng bằng cửa sông. - Mitsch và Gosselink trong cuốn sách giáo khoa: “ Tiêu chuẩn đất ngập nước’’ (tái bản lần thứ 4, năm 2000) cho biết diện tích cây Đước bao phủ khoảng 240.000 km², diện tích San hô vào khoảng 600.000 km² ở vùng ven biển và trên toàn thế giới. - Tuy nhiên trong báo cáo đánh giá toàn cầu về tài nguyên đất ngập nước của Ramsar tổ chức vào năm 1999, chỉ ra rằng diện tích này trên toàn cầu tối thiểu là từ 748-778 triệu hécta, còn nếu căn cứ vào các nguồn thông tin khác nữa thì con số “tối thiểu” này có thể tăng lên từ 999 đến 4.462 triệu hécta. 1.2. CHỨC NĂNG CỦA ĐẤT NGẬP NƯỚC<br /> 4<br /> <br /> Đất ngập nước cung cấp một số chức năng và giá trị (chức năng đất ngập nước là quá trình cố hữu xảy ra trong vùng đất ngập nước; giá trị đất ngập nước là các thuộc tính của vùng đất ngập nước xã hội nhận thức là có lợi). Trong khi không phải tất cả vùng đất ngập nước cung cấp tất cả các chức năng và giá trị, hầu hết các vùng đất ngập nước cung cấp một số. Trong những trường hợp thích hợp. xây dựng vùng đất ngập nước có thể cung cấp một số chức năng: 1.2.1. Chức năng sinh thái - Nạp nước ngầm - Hạn chế ảnh hưởng lũ lụt - Ổn định vi khí hậu - Chống sóng biển, ổn định bờ biển và chống xói mòn - Xử lý nước, giữ lại chất cặn, chất độc… - Giữ lại chất dinh dưỡng - Sản xuất sinh khối - Giao thông thuỷ - Giải trí, du lịch - Cải thiện chất lượng nước 1.2.2. Chức năng kinh tế của đất ngập nước - Tài nguyên rừng: cung cấp một loạt các sản phẩm quan trọng như gỗ, than, củi và các sản phẩm khác như nhựa, tinh dầu, tanin, dược liệu …Nhiều vùng ĐNN giàu động vật hoang dã đặc biệt là các loài chim nước, cung cấp các sảnphẩm có giá trị thương mại cao. - Thuỷ sản: Môi trường sống và nơi cung cấp thức ăn cho cá, loài thuỷ sản. - Tài nguyên cỏ và tảo biển: Thức ăn của nhiều loại thuỷ sinh vật, người và gia súc, ngoài ra còn làm phân bón và dược liệu… - Sản phẩm nông nghiệp: các ruộng lúa nước chuyển canh hoặc xen canh với các cây hoa màu khác tạo nên nhiều sản phẩm quan trọng của vùng đất ngập nước. - Cung cấp nước ngọt: Là nguồn cung cấp nước ngọt cho sinh hoạt, tưới tiêu, cho chăn nuôi gia súc và sản xuất công nghiệp.<br /> 5<br /> <br />