Đặt vấn đề Nước là một nhu cầu không thể thiếu được trong cuộc sống sinh hoạt hằng ngày cũng như trong quá trình sản xuất. Ngày nay, cùng với sự phát triển công nghiệp, đô thị , sự bùng nổ dân số thì biến đổi khí hậu cũng đã làm cho nguồn nước tự nhiên đang ngày càng bị hao kiệt và ô nhiễm dần. Tùy thuộc vào mức độ phát triển công nghiệp và mức sinh hoạt cao thấp của mỗi cộng đồng mà nhu cầu dùng nước ở mỗi quốc gia là khác nhau. Việt Nam là một trong năm nước trên thế giới có thể sẽ chịu tác động lớn nhất của biến đổi khí hậu.
Ngoài đối mặt với tình trạng ngập lụt, Việt Nam sẽ phải đối mặt với tình trạng thiếu nước trầm trọng do hạn hán trong tương lai [1]. Với tình trạng nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng cao trong tương lai, trong khi nguồn nước sạch đang ngày càng ít đi do ô nhiễm và biến đổi khí hậu thì nguy cơ thiếu nước sach sử dụng trong tương lai ở Việt Nam là điều không thể tránh khỏi. Vì vậy ,cần có những giải pháp dự phòng ,tránh tình trạng thiếu nước sạch, đáp ứng nhu cầu sử dụng của con người trong tương lai. Đà Nẵng là đô thị loại 1 trực thuộc trung ương của Việt Nam , là một trong những trung tâm lớn về kinh tế , chính trị , văn hóa – xã hội của khu vực miền Trung và Tây Nguyên với điều kiện cơ sở hạ tầng phát triền , tập trung dân số đông, tiềm năng bùng nổ và phát triển đô thị phục vụ cho phát triển du lịch, y tế, giáo dục rất cao, dẫn đến nhu cầu sử dụng nước cũng ngày càng gia tăng.
Mặc dù đứng trước nhu cầu sử dụng nước rất lớn trong tương lai nhưng hiện tại do chịu tác động của biến đổi khí hậu lưu lượng dòng chảy vào mùa khô ở các sông của thành phố Đà Nẵng đang có xu hướng giảm, do đó gia tăng nhiễm mặn tại điểm lấy nước Cầu Đỏ, dẫn đến gia tăng chi phi sản xuất nước sạch. Theo dự báo, vấn đề nhiễm mặn sẽ tiếp tục tăng trong tương lai do suy giảm dòng chảy và ảnh hưởng bởi mực nước biển dâng [1]. Hiện tại, hệ thống thủy lợi ở phạm vi thành phố chưa được chú trọng bảo trì và quản lý ở các cấp khác nhau. Điều này dẫn đến nguy cơ rủi ro về an toàn cũng như việc khai thác chưa hiệu quả của các hồ chứa.
Một số quy trình vận hành hồ chứa thủy điện , thủy lợi và các đập dâng vẫn còn thiếu, hoặc chưa được cập nhật, tích hợp kịp thời nên gặp những vấn đề cần phải điều chỉnh [2]. Bên cạnh đó, việc hợp tác liên kết vùng , quản lý và giám sát quy trình vận hành lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn giữa 2 địa phương Đà Nẵng – Quảng Nam cũng đang trở nên 1 rất phức tạp trong bối cảnh phát triển, vì lợi ích khác nhau giữa 2 bên và chịu tác động của biến đổi khí hậu. Điều này gây nên tình trạng thiếu nước , cạn kiệt, ô nhiễm và nhiễm mặn nghiêm trọng ở hạ lưu sông Vu Gia gây thiệt hại và ảnh hưởng nặng nề đến đời sống , kinh tế, xã hội của thành phố Đà Nẵng [3]. Vì vậy để hạn chế nguy cơ thiếu nước, thành phố cần xem xét đồng thời các nguồn cung cấp nước và công tác quản lý nhu cầu sử dụng nước.
Trong đó, việc xem xét các nguồn nước dự phòng cho thành phố là rất cần thiết. Nghiên cứu này dựa trên cơ sở cân bằng nước trong tương lai cho thành phố có sự thiếu hụt nên đề xuất dự kiến các vị trí hồ đập và nước ngầm , đảm bảo chất lượng và trữ lượng tạo nguồn nước dự phòng cho thành phố trong tương lai. Đây chính là tiền đề khoa học, là cơ sở để nghiên cứu thành công đề tài : “ Đánh giá chất lượng các nguồn nước phục vụ nhu cầu cấp nước tại thành phố Đà Nẵng, tầm nhìn đến năm 2040 ” 2. Mục tiêu của đề tài Đánh giá khả năng sử dụng của các nguồn nước trên địa bàn thành phố Đà Nẵng.
Ý nghĩa của đề tài Ý nghĩa của đề tài đó là đánh giá được khả năng sử dụng của các nguồn nước .Từ đó, đề tài sẽ là nguồn tư liệu giúp thành phố Đà Nẵng có nhiều phương án lựa chọn các nguồn nước thô phục vụ cho nhu cầu cấp nước trong tương lai. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 1. Phương pháp đánh giá chất lượng nước mặt a.
Phương pháp đánh giá chất lượng nước dựa trên chỉ số WQI Số liệu quan trắc nước từ các chương trình quan trắc thường được sử dụng trong các báo cáo hiện trạng môi trường các lưu vực sông. Từng thông số trong môi trường nước được phân tích đánh giá và đưa ra các nhận định về hiện trạng và diễn biến chất lượng nước. Chỉ số môi trường là cách sử dụng số liệu tổng hợp hơn so với đánh giá từng thông số hay sử dụng các chỉ thị. Rất nhiều các quốc gia trên thế giới đã triển khai áp dụng các mô hình chỉ số chất lượng nước (WQI) với nhiều mục đích khác nhau.
Từ nhiều giá trị của các thông số khác nhau, bằng các cánh tính toán phù hợp, ta thu được một chỉ số duy nhất, giá trị của chỉ số này phản ánh một cách tổng quát nhất về chất lượng nước. Chỉ số chất lượng nước (WQI) với ưu điểm là đơn giản, dễ hiểu, có tính khái quát cao có thể được sử dụng cho mục đích đánh giá diễn biến chất lượng nước theo không gian và thời gian, là nguồn thông tin phù hợp cho cộng đồng, cho những nhà quản lý không phải chuyên gia về môi trường nước [4]. Phương pháp tính toán chỉ số WQI ở đây áp dụng theo Sổ tay hướng dẫn tính toán chỉ số chất lượng nước ban hành kèm quyết định số 879 /QĐ-TCMT do Tổng cục trưởng Tổng cục môi trường ký ngày 01/7/2011. Các thông số sử dụng để tính toán WQI Các thông số thường được sử dụng để tính WQI bao gồm: DO, BOD5, COD, N- NH4, P-PO4 , TSS, độ đục, Tổng Coliform, pH.
Tuy nhiên trong từng trường hợp cụ thể một số thông số có thể không được sử dụng trong công thức tính toán WQI. Công thức tính toán WQI WQI thông số được tính toán từ mỗi thông số theo công thức như sau : WQI SI = (𝐶𝑝 − 𝐵𝑃𝑖) + 𝑞𝑖 + 1 ( công thức 1) Trong đó : Cp : Nồng độ thông số , nồng độ thông số nằm giữa 2 mức BP i và BPi+1 qi: Giá trị WQI phụ ứng với mức BPi 3 Các giá trị qi, BPi được cho trong bảng sau : WQI i QCVN Các mức BPi (Giá trị thông số trong các quy chuẩn) (qi) 1 2 3 4 5 6 7 N- Độ BOD COD P-PO4 TSS Coliform NH4 đục 1 100 A1 4 10 0.000 Đối với thông số DO thì ta tính WQISI thông qua nồng độ DO phần trăm bão hòa (không tính trực tiếp từ nồng độ DO tuyệt đối). Các bước tính toán nồng độ DO phần trăm bão hòa như sau; Tính nồng độ DO bão hòa: DObaohoa = 14.000077774T3 DObaohoa: Nồng độ Oxy bão hòa. T : là nhiệt độ nước.
Tính nồng độ DO phần trăm bão hòa. DO%bão hòa= DOhòa tan / DO bão hòa*100 Bảng các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa như sau: i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 BPi ≤20 20 50 75 88 112 125 150 200 ≥200 qi 1 25 50 75 100 100 75 50 25 1 Với nồng độ DO phần trăm bão hòa nằm trong khoảng từ 112 đến 200 thì WQI DO được tính theo công thức 1, đối với nồng độ DO phần trăm bão hòa nằm trong khoảng từ 20 đến 88 thì WQIDO áp dụng công thức như sau: WQI SI = (𝐶𝑝 − 𝐵𝑃𝑖) + 𝑞𝑖 ( công thức 2) 4 Đối với thông số pH thì bảng các giá trị BPi và qi như sau: i 1 2 3 4 5 6 BPi ≤5.5 9 ≥9 qi 1 50 100 100 50 1 Với giá trị pH nằm trong khoảng từ 5.5 đến 6 thì áp dụng công thức 2 Với giá trị pH nằm trong khoảng từ 8.5 đến 9 thì áp dụng công thức 1 Tính toán chỉ số WQI Công thức tính WQI là: (công thức 3) Trong đó: qi : chỉ số phụ ứng với các thông số: DO, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4 qj : chỉ số phụ ứng với các thông số: TSS, độ đục qk : chỉ số phụ ứng với thông số tổng Coliform qpH : chỉ số phụ tương đương ứng với thông số pH Đánh giá chất lượng nước theo kết quả tính toán WQI : Sau khi tính toán được chỉ số chất lượng nước, sử dụng bảng xác định giá trị WQI tương ứng với chất lượng nước để so sánh, đánh giá, cụ thể như sau: Bảng 1. Bảng đánh giá chất lượng nước dựa vào chỉ số WQI Giá trị WQI Ý nghĩa Màu 91 – 100 Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt Xanh Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng 76 – 90 Vàng cần các biện pháp xử lý phù hợp Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích 51 – 75 Da cam tương đương khác Sử dụng cho giao thông thủy và các mục đích 26 – 50 Đỏ tương đương khác Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong 0 - 25 Nâu tương lai 5 b. Phương pháp đánh giá chất lượng nước dựa vào động vật không xương sống.
Đánh giá chất lượng nước dựa vào động vật không xương sống được gọi là quan trắc sinh học. Ở Việt Nam, quan trắc sinh học đã được phát triển trong những năm 90 của thể kỷ 20. Tuy nhiên, các nghiên cứu hay chương trình quan trắc sinh học gần như áp dụng các chỉ số được nghiên cứu và sử dụng đánh giá các thủy vực ở châu Âu và Bắc Mỹ, nơi mà có điều kiện sinh thái khác biệt hoàn toàn so với Việt Nam. Một số khác đưa ra các kết quả đánh giá dựa vào kinh nghiệm cá nhân mà không quan tâm nhiều đến cơ sở khoa học.
Phương pháp xây dựng điêm số ô nhiễm Việc xây dựng điểm số ô nhiễm (TS) cho các loài ĐVKXSCL để đánh giá chất lượng nước được thực hiện trên cơ sở bộ số liệu quan trắc trong 3 năm.