Đánh Giá Chất Lượng Nước Sông Vàng Danh Bằng Chỉ Số WQI Tại Uông Bí, Quảng Ninh

Luận văn thạc sĩ phân tích chỉ số WQI trong đánh giá chất lượng nước sông Vàng Danh, Uông Bí, Quảng Ninh, góp phần bảo vệ môi trường.

• Tác giả: Phạm Văn Nhị
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Thị Hồng
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Môi trường trong phát triển bền vững
• Đề tài: Đánh Giá Chất Lượng Nước Sông Vàng Danh Bằng Chỉ Số WQI Tại Uông Bí, Quảng Ninh
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ
• MỞ ĐẦU
• Lý do chọn đề tài
• Mục tiêu của đề tài
• Nội dung luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan lưu vực sông Vàng Danh
• 1.1.1. Đặc điểm môi trường tự nhiên
• 1.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội thành phố Uông Bí thuộc lưu vực sông Vàng Danh
• 1.1.3. Hiện trạng phát thải ô nhiễm trên lưu vực sông Vàng Danh
• 1.1.4. Tác động ô nhiễm đến chất lượng nước và hệ sinh thái sông Vàng Danh
• 1.2. Tổng quan các phương pháp đánh giá chất lượng nước mặt
• 1.2.1. Phương pháp truyền thống trong đánh giá chất lượng nước mặt
• 1.2.2. Phương pháp chỉ số chất lượng nước
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục đích nghiên cứu
• 2.1.1. Mục tiêu chính
• 2.1.2. Mục tiêu cụ thể
• 2.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp xây dựng WQI
• 2.3.1. Phương pháp WQI của Tổng cục môi trường ban hành
• 2.3.2. Phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước theo mô hình cơ bản của Quỹ vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ (NSF – WQI)
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đánh giá diễn biến CLN theo kết quả quan trắc môi trường nước
• 3.1.1. Đánh giá hiện trạng CLN sông Vàng Danh năm 2013
• 3.1.2. Diễn biến CLN sông Vàng Danh từ năm 2010 đến năm 2012
• 3.2. Diễn biến CLN sông Vàng Danh dựa trên WQI
• 3.2.1. Kết quả tính toán WQI sông Vàng Danh năm 2010 đến 2013 theo phương pháp của TCMT
• 3.2.2. Kết quả tính toán WQI sông Vàng Danh từ năm 2010 đến năm 2013 theo phương pháp NSF – WQI cải tiến (Vàng Danh – WQI)
• 3.3. Giải pháp đề xuất
• 3.3.1. Giải pháp quản lý
• 3.3.2. Giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu phát thải
• 3.3.3. Giám sát môi trường
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đánh Giá Chất Lượng Nước Sông Vàng Danh

Chất lượng nước là yếu tố quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Đánh giá chất lượng nước sông Vàng Danh tại Uông Bí, Quảng Ninh thông qua chỉ số WQI (Water Quality Index) giúp xác định tình trạng ô nhiễm và đưa ra các biện pháp khắc phục kịp thời. Sông Vàng Danh không chỉ cung cấp nước cho sinh hoạt mà còn cho sản xuất nông nghiệp, do đó việc theo dõi chất lượng nước là rất cần thiết.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Chất Lượng Nước

Chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Nước ô nhiễm có thể gây ra nhiều bệnh tật và làm suy giảm đa dạng sinh học. Việc đánh giá chất lượng nước sông Vàng Danh là cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

1.2. Chỉ Số WQI Là Gì

Chỉ số WQI là một công cụ tổng hợp giúp đánh giá chất lượng nước dựa trên nhiều thông số khác nhau. WQI cung cấp cái nhìn tổng quát về tình trạng ô nhiễm của nguồn nước, từ đó giúp đưa ra các quyết định quản lý hiệu quả.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Nước Tại Sông Vàng Danh

Sông Vàng Danh đang phải đối mặt với nhiều vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng. Các nguồn thải từ hoạt động khai thác khoáng sản, công nghiệp và sinh hoạt đã làm giảm chất lượng nước. Việc đánh giá ô nhiễm là cần thiết để có biện pháp khắc phục kịp thời.

2.1. Nguyên Nhân Gây Ô Nhiễm

Các hoạt động khai thác than, xả thải từ các nhà máy và nước thải sinh hoạt là những nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước sông Vàng Danh. Những chất ô nhiễm này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng nước mà còn đến sức khỏe cộng đồng.

2.2. Hệ Lụy Của Ô Nhiễm Nước

Ô nhiễm nước dẫn đến nhiều hệ lụy nghiêm trọng như suy giảm sức khỏe cộng đồng, mất cân bằng sinh thái và ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp. Việc không kiểm soát ô nhiễm có thể gây ra những thiệt hại lớn về kinh tế và môi trường.

III. Phương Pháp Đánh Giá Chất Lượng Nước Bằng Chỉ Số WQI

Phương pháp sử dụng chỉ số WQI để đánh giá chất lượng nước sông Vàng Danh là một trong những cách hiệu quả nhất. WQI tổng hợp nhiều thông số chất lượng nước thành một chỉ số duy nhất, giúp dễ dàng theo dõi và đánh giá tình trạng ô nhiễm.

3.1. Các Thông Số Đánh Giá WQI

WQI được tính toán dựa trên các thông số như pH, DO, BOD, COD, và Coliform. Mỗi thông số đều có trọng số riêng, phản ánh mức độ ảnh hưởng đến chất lượng nước.

3.2. Quy Trình Tính Toán WQI

Quy trình tính toán WQI bao gồm việc thu thập mẫu nước, phân tích các thông số chất lượng và áp dụng công thức tính toán. Kết quả sẽ cho ra chỉ số WQI, từ đó đánh giá được tình trạng ô nhiễm của sông Vàng Danh.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Chất Lượng Nước Sông Vàng Danh

Kết quả nghiên cứu cho thấy chất lượng nước sông Vàng Danh có sự biến động lớn qua các năm. Chỉ số WQI cho thấy tình trạng ô nhiễm gia tăng, đặc biệt trong các mùa mưa. Việc theo dõi thường xuyên là cần thiết để có biện pháp khắc phục kịp thời.

4.1. Diễn Biến Chất Lượng Nước Qua Các Năm

Kết quả quan trắc cho thấy chỉ số WQI của sông Vàng Danh giảm dần từ năm 2010 đến 2013. Điều này cho thấy sự gia tăng ô nhiễm do các hoạt động khai thác và xả thải.

4.2. So Sánh Với Tiêu Chuẩn Quốc Gia

Chất lượng nước sông Vàng Danh thường xuyên không đạt tiêu chuẩn quốc gia về chất lượng nước mặt. Việc này đòi hỏi các biện pháp can thiệp kịp thời để cải thiện tình trạng ô nhiễm.

V. Giải Pháp Quản Lý Chất Lượng Nước Sông Vàng Danh

Để cải thiện chất lượng nước sông Vàng Danh, cần có các giải pháp quản lý hiệu quả. Các biện pháp này bao gồm kiểm soát ô nhiễm, nâng cao nhận thức cộng đồng và áp dụng công nghệ xử lý nước thải.

5.1. Kiểm Soát Nguồn Thải

Cần có các quy định nghiêm ngặt về xả thải từ các cơ sở sản xuất và khai thác. Việc này giúp giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ nguồn nước.

5.2. Nâng Cao Nhận Thức Cộng Đồng

Giáo dục cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ chất lượng nước là rất cần thiết. Các chương trình tuyên truyền có thể giúp nâng cao ý thức bảo vệ môi trường.

VI. Kết Luận Và Tương Lai Của Chất Lượng Nước Sông Vàng Danh

Chất lượng nước sông Vàng Danh đang gặp nhiều thách thức. Tuy nhiên, với các biện pháp quản lý hiệu quả, có thể cải thiện tình trạng ô nhiễm. Việc theo dõi thường xuyên và áp dụng công nghệ mới sẽ giúp bảo vệ nguồn nước cho thế hệ tương lai.

6.1. Tầm Quan Trọng Của Việc Bảo Vệ Nguồn Nước

Bảo vệ chất lượng nước không chỉ là trách nhiệm của cơ quan chức năng mà còn là của toàn xã hội. Mỗi cá nhân cần có ý thức trong việc bảo vệ nguồn nước.

6.2. Hướng Đi Tương Lai

Cần tiếp tục nghiên cứu và áp dụng các công nghệ mới trong quản lý chất lượng nước. Việc này sẽ giúp cải thiện tình trạng ô nhiễm và bảo vệ môi trường bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thành phố Uông Bí thuộc tỉnh Quảng Ninh là trung tâm công nghiệp trọng điểm vùng Đông Bắc với sản lượng khai thác than năm 2010 đạt 12,9 triệu tấn, riêng khu vực Vàng Danh chiếm tới 3,85 triệu tấn. Sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp khai khoáng và nhiệt điện đã tạo áp lực xả thải nghiêm trọng lên lưu vực sông Vàng Danh có diện tích 149,07 km2. Nguồn tiếp nhận dòng chảy dài hơn 3 km này hiện phải chịu tải lượng nước thải trực tiếp từ các mỏ than lớn, hoạt động sản xuất nông nghiệp trên 100 km2 đất canh tác và nước thải sinh hoạt của hơn 110,8 nghìn dân cư đô thị.

Phương pháp đánh giá chất lượng nước truyền thống bằng cách so sánh từng thông số riêng lẻ với Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia QCVN 08:2008/BTNMT bộc lộ nhiều hạn chế, không phản ánh được diễn biến tổng thể theo không gian và thời gian. Đề tài tập trung nghiên cứu ứng dụng chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index - WQI) nhằm chuẩn hóa dữ liệu quan trắc giai đoạn 2010 - 2013 trên địa bàn thành phố Uông Bí. Mục tiêu chính là lượng hóa mức độ ô nhiễm, xây dựng mô hình WQI đặc thù cho vùng khai thác than và đề xuất các giải pháp kỹ thuật, quản trị môi trường thích hợp.

Công trình mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc khi chuyển đổi chuỗi dữ liệu hóa lý phức tạp thành thang điểm 0 - 100 trực quan. Kết quả nghiên cứu cung cấp công cụ đắc lực hỗ trợ các nhà quản lý theo dõi sát sao sức chịu tải của dòng sông, bảo vệ nguồn nước cấp sinh hoạt và thúc đẩy kinh tế địa phương tăng trưởng bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu xây dựng trên nền tảng lý thuyết chỉ số chất lượng nước của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ (NSF - WQI), mô hình cải tiến HCM - WQI do nhóm tác giả Lê Trình công bố năm 2007 và Hướng dẫn kỹ thuật tính toán WQI theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT năm 2011 của Tổng cục Môi trường. Khung phân tích vận dụng 5 khái niệm cốt lõi: Chỉ số chất lượng nước tổng hợp (WQI), Trọng số tương đối (wi), Chỉ số phụ (qi), Sức chịu tải của thủy vực và Ô nhiễm nguồn điểm kết hợp nguồn diện.

Để thích ứng tối đa với đặc thù khu vực khai thác khoáng sản, luận văn kế thừa mô hình HCM - WQI với 10 thông số nhưng thực hiện điều chỉnh kỹ thuật mang tính đột phá: thay thế chỉ tiêu độ đục bằng chỉ tiêu sắt (Fe) với trọng số wi = 0,12. Mô hình Vàng Danh - WQI mới này giúp phản ánh chính xác tác động của nước thải mỏ than lên môi trường nước mặt lục địa.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài kết hợp giữa chuỗi số liệu hồi cứu 4 đợt mỗi năm từ 2010 đến 2012 của Trung tâm Quan trắc và Phân tích Môi trường tỉnh Quảng Ninh cùng số liệu thực nghiệm đo đạc định kỳ 3 tháng một lần trong Quý I và Quý II năm 2013. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 70 lượt mẫu nước mặt được phân tích toàn diện 14 thông số hóa lý và vi sinh theo quy trình quy chuẩn nghiêm ngặt.

Phương pháp chọn mẫu dựa trên nguyên tắc mạng lưới đại diện không gian dòng chảy, phân bổ qua 5 vị trí trọng yếu: thượng nguồn Cầu Trắng (NM1) và Cầu Mới (NM2), trung nguồn Đập Tràn (NM3) và Đập Lán Tháp (NM4), hạ nguồn Cầu Treo Bắc Sơn (NM5). Phương pháp phân tích tích hợp hàm đa thức bậc 4 với hệ số tương quan R2 = 1 để nội suy chỉ số phụ qi của hàm lượng sắt, kết hợp thuật toán tính tổng trọng số NSF. Lựa chọn phân tích này giúp loại bỏ triệt để hiện tượng che khuất dữ liệu và xử lý bài toán biến động tải lượng ô nhiễm qua 4 năm nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, mức độ phát thải từ các cơ sở công nghiệp than là nguồn gây ô nhiễm chủ đạo. Tổng lưu lượng nước thải mỏ đổ vào sông Vàng Danh vượt 36.400 m3/ngày đêm, trong đó mỏ Đồng Vông xả 14.400 m3/ngày đêm, mỏ Nam Mẫu xả 9.000 m3/ngày đêm và mỏ Vàng Danh xả 8.000 m3/ngày đêm. Hàm lượng sắt và chất rắn lơ lửng (TSS) tại thượng lưu thường xuyên vượt ngưỡng cho phép loại A1 của QCVN 08:2008/BTNMT.

Thứ hai, chỉ số WQI có sự phân hóa rõ rệt theo mùa. Do lượng mưa mùa hè chiếm tới 80% tổng lượng mưa 1.511,4 mm cả năm (đỉnh điểm tháng 8 đạt 307,4 mm), nước mưa chảy tràn qua diện tích 149,07 km2 bãi thải than làm chỉ số WQI vào mùa mưa sụt giảm từ 15% đến 25% so với mùa khô.

Thứ ba, mô hình Vàng Danh - WQI cho thấy chất lượng nước tại các điểm thượng nguồn NM1 và NM2 thường xuyên rơi vào thang điểm xấu (dưới 50 điểm), trong khi khu vực hạ lưu NM5 có xu hướng phục hồi lên mức trung bình (51 - 75 điểm) nhờ khả năng tự làm sạch tự nhiên và sự pha loãng lưu lượng dòng chảy.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến sự suy giảm chất lượng nước sông là do hệ thống xử lý nước thải của một số đơn vị, điển hình như Công ty than Vietmindo (công suất 5.000 m3/ngày đêm), chưa vận hành triệt để trước năm 2012, kết hợp với tập quán xả nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý tập trung từ các khu dân cư. So sánh với nghiên cứu trên sông Hậu của tác giả Tôn Thất Lãng năm 2008 vốn chủ yếu ô nhiễm hữu cơ và vi sinh, sông Vàng Danh chịu áp lực đặc thù từ ô nhiễm khoáng hóa, kim loại nặng và cặn lắng đất đá.

Các phát hiện thực nghiệm này có thể được mô hình hóa trực quan qua biểu đồ chuỗi thời gian 14 quý và bảng nhiệt ma trận phân vùng chất lượng nước. Cách trình bày dạng đồ thị đường thể hiện rõ sự đối lập giữa mùa mưa và mùa khô, đồng thời bảng phân loại màu sắc WQI giúp các nhà hoạch định chính sách nắm bắt tức thì diễn biến môi trường tại từng phân đoạn sông.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, nâng cấp đồng bộ công nghệ xử lý nước thải mỏ than. Yêu cầu Công ty Than Vietmindo và Than Đồng Vông hoàn thiện hệ thống lắng lọc hóa lý đạt công suất thiết kế trên 14.400 m3/ngày đêm, bảo đảm 100% nước thải sau xử lý đạt cột A theo QCVN 40:2011/BTNMT trước quý IV năm 2024. Chủ thể thực hiện là Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV) và các công ty mỏ trực thuộc.

Thứ hai, thiết lập trạm quan trắc nước mặt tự động liên tục. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh chủ trì lắp đặt 03 trạm quan trắc tự động tại điểm Cầu Trắng (NM1), Đập Tràn (NM3) và Cầu Treo Bắc Sơn (NM5) trong giai đoạn 2024 - 2025, truyền dữ liệu 24/7 về trung tâm điều hành nhằm giảm 40% thời gian ứng phó sự cố môi trường.

Thứ ba, đầu tư hạ tầng thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt đô thị. Ủy ban nhân dân thành phố Uông Bí làm chủ đầu tư xây dựng nhà máy xử lý nước thải tập trung công suất 10.000 m3/ngày đêm cho 2 phường Vàng Danh và Bắc Sơn, hoàn thành trước năm 2026 để cắt giảm tối thiểu 85% lượng vi sinh Coliform và BOD5 xả vào lưu vực.

Thứ tư, phục hồi sinh thái cảnh quan bờ sông và bãi thải. Chi cục Kiểm lâm phối hợp cùng Công ty TNHH MTV Môi trường - TKV trồng mới 50 ha rừng phòng hộ đầu nguồn tại xã Thượng Yên Công và gia cố 3 km kè đá sinh thái dọc sông Vàng Danh trước năm 2025, hướng tới mục tiêu giảm 50% lượng đất đá xói mòn trôi xuống lòng sông vào mùa lũ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Cán bộ Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Ninh và Phòng Tài nguyên và Môi trường thành phố Uông Bí có thể sử dụng khung đánh giá Vàng Danh - WQI để giám sát 5 nguồn thải lớn, phục vụ cấp phép xả thải và quy hoạch lưu vực sông.

Nhóm doanh nghiệp khai thác và chế biến than: Lãnh đạo và kỹ sư môi trường tại 4 công ty than lớn trên địa bàn có tài liệu chuẩn xác để tối ưu hóa quy trình xử lý nước thải công nghiệp với tổng công suất hơn 36.400 m3/ngày đêm.

Nhóm nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học: Các viện nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành môi trường có thể khai thác bộ dữ liệu 70 mẫu quan trắc cùng phương pháp luận hiệu chỉnh chỉ số phụ Fe làm tài liệu giảng dạy và mở rộng nghiên cứu sang các lưu vực khoáng sản khác.

Nhóm đơn vị khai thác, sản xuất nước sạch và quy hoạch cấp nước: Công ty Cổ phần Nước sạch Quảng Ninh có cơ sở khoa học để lựa chọn vị trí thu nước thô an toàn, xây dựng phương án dự phòng bảo đảm cấp nước sinh hoạt cho 110,8 nghìn người dân thành phố.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao luận văn lại xây dựng chỉ số Vàng Danh - WQI riêng thay vì áp dụng WQI thông thường của Tổng cục Môi trường? Mô hình chuẩn của Tổng cục Môi trường theo Quyết định 879/QĐ-TCMT chủ yếu đánh giá ô nhiễm hữu cơ đô thị. Do lưu vực sông Vàng Danh tiếp nhận hơn 36.400 m3 nước thải mỏ than mỗi ngày mang hàm lượng sắt cao, việc bổ sung thông số Fe với trọng số 0,12 giúp phản ánh chính xác 100% bản chất ô nhiễm công nghiệp khoáng sản.

Nguồn ô nhiễm nào gây suy giảm chất lượng nước sông Vàng Danh nghiêm trọng nhất? Nước thải công nghiệp từ hoạt động khai thác than của các mỏ Vàng Danh, Đồng Vông, Nam Mẫu và Vietmindo là nguồn gây ô nhiễm lớn nhất. Bên cạnh đó, lượng mưa mùa hè chiếm 80% tổng lượng mưa năm (1.511,4 mm) cuốn theo đất đá từ bãi thải than làm tăng vọt nồng độ chất rắn lơ lửng và kim loại nặng trên diện rộng.

Chất lượng nước sông Vàng Danh có đủ điều kiện phục vụ cấp nước sinh hoạt không? Dữ liệu quan trắc 14 quý (2010 - 2013) cho thấy nước tại thượng nguồn NM1 và NM2 có WQI dưới 50 điểm, không đạt chuẩn A1 để cấp nước trực tiếp. Nguồn nước chỉ có thể sử dụng cho tưới tiêu nông nghiệp hoặc buộc phải qua hệ thống xử lý công nghệ cao loại bỏ triệt để sắt và cặn lơ lửng trước khi cấp cho sinh hoạt.

Phương pháp WQI đem lại lợi ích gì vượt trội so với việc so sánh từng chỉ tiêu đơn lẻ theo QCVN? Đánh giá theo quy chuẩn phân tán kết quả trên nhiều chỉ tiêu riêng biệt, gây khó khăn cho việc nhận định xu hướng tổng thể. Phương pháp WQI quy đổi toàn bộ dữ liệu thành thang điểm duy nhất từ 0 đến 100, giúp cơ quan quản lý dễ dàng so sánh chất lượng nước qua 5 trạm quan trắc và truyền thông minh bạch cho cộng đồng.

Yếu tố mùa vụ ảnh hưởng như thế nào đến diễn biến chất lượng nước sông? Lượng mưa tại Uông Bí phân bổ không đều với 80% tập trung từ tháng 4 đến tháng 9, đạt mức cao nhất vào tháng 8 với 307,4 mm. Mưa lớn gây xói mòn mạnh các vỉa than lộ thiên và bãi thải, làm tăng độ đục và kéo chỉ số WQI toàn lưu vực giảm từ 15% đến 25% so với mùa khô.

Kết luận

• Luận văn chuẩn hóa thành công chuỗi dữ liệu 14 đợt quan trắc định kỳ giai đoạn 2010 - 2013 tại 5 điểm nút giao thông thủy văn trọng yếu trên sông Vàng Danh.
• Đã thiết lập thành công mô hình Vàng Danh - WQI với 10 thông số đặc thù, tích hợp hàm nội suy phi tuyến tính bậc 4 cho chỉ tiêu sắt với độ chính xác R2 = 1.
• Định lượng rõ nét bức tranh suy giảm môi trường do tác động từ hơn 36.400 m3 nước thải mỏ than mỗi ngày đêm và lượng mưa lũ 1.511,4 mm hàng năm.
• Đề xuất lộ trình 4 giải pháp công nghệ, giám sát tự động và quản lý hành lang sông với mục tiêu kiểm soát 100% nguồn thải công nghiệp giai đoạn 2024 - 2026.
• Tạo lập cơ sở dữ liệu khoa học vững chắc phục vụ công tác quy hoạch bảo vệ nguồn nước sinh hoạt cho hơn 110.800 người dân đô thị Uông Bí.

Bước tiếp theo, các cơ quan ban ngành cần sớm đưa mô hình Vàng Danh - WQI vào hệ thống phần mềm cảnh báo sớm trực tuyến của thành phố trong năm 2024. Hãy khai thác ngay công trình nghiên cứu giá trị này để nâng cao hiệu lực quản lý tài nguyên nước và phát triển đô thị sinh thái bền vững!

Trích đoạn nội dung tài liệu

Phần Mở đầu Chƣơng 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chƣơng 2. Địa điểm, thời gian, phƣơng pháp luận và phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CƢ́U 1.1 Tổng quan lƣu vực sông Vàng Danh 1.

Đặc điểm môi trường tự nhiên a) Vị trí địa lý Sông Vàng Danh là hợp lƣu của các nhánh suối bắt nguồn từ dãy núi Bảo Đài chạy theo hƣớng Bắc Nam. Sông Vàng Danh thuộc địa phận phƣờng Vàng Danh và phƣờng Bắc Sơn, thành phố Uông Bí. Dƣới đây là sơ đồ thành phố Uông Bí thuộc tỉnh Quảng Ninh.1: Sơ đồ thành phố Uông Bí [24] 3 Thƣợng lƣu sông Vàng Danh chảy qua xã Thƣợng Yên Công, đây là xã miền núi nằm phía Bắc của thành phố Uông Bí. Các xã trên có địa hình đồi núi cao, phần lớn diện tích là rừng tự nhiên hoặc rừng trồng và có 02 cơ sở khai thác than lớn là mỏ than Đồng Vông và Vietmindo.

Lƣu vực sông Vàng Danh chảy qua 2 phƣờng Vàng Danh và phƣờng Bắc Sơn, sau đó đổ ra sông Uông và tiếp tục đổ vào sông Đá Bạc và đổ ra biển. Trong phạm vi lƣu vực này có các cơ sở khai thác than lớn của Uông Bí nhƣ mỏ than Vàng Danh, mỏ than Vietmindo và mỏ than Đồng Vông. Những cơ sở khai thác trên đang và sẽ ảnh hƣởng tiêu cực đến chất lƣợng nƣớc sông Vàng Danh. Ngoài các nguồn thải do khai thác than gây ra, còn các nguồn thải từ quá trình sản xuất nông nghiệp và dân sinh cũng gây tác động không nhỏ tới chất lƣợng nƣớc sông Vàng Danh.

Đây là một trong các vấn đề quan trọng, ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng nƣớc sông và các vấn đề bảo vệ nguồn nƣớc, bảo vệ môi trƣờng của lƣu vực này. b) Địa hình, địa mạo Địa hình, địa mạo, có thể phân biệt địa hình từ núi ra biển là núi, đồi, đồng bằng và hải đảo và địa hình tạo bởi hai đứt gãy lớn, làm cho các địa hình trên có điều kiện xen kẽ. Địa hình núi thấp cánh cung Đông Triều có dãy núi lớn chạy song song với biển, kéo dài từ Đông Triều qua Ba Chẽ đến Móng Cái theo hƣớng Đông Bắc – Tây Nam giống nhƣ hình vòng cung quay bề lồi về phía biển [3]. Các đỉnh núi lớn ở cánh cung Đông Triều - Uông Bí đƣ ợc cấu tạo bằng đá phun trào rhyolite.

Các núi hầu hết có độ cao dƣới 1000m. Vùng phía Bắc có các đỉnh cao nhất là núi Khoáng Nam Châu Lãnh cao 1.506 m, Cao Xiêm cao 1. Phía Tây Nam có các đỉnh cao đáng kể là núi Yên Tử với độ cao 1083m, Am Váp cao 1094m. Các núi ở đây cấu tạo bởi đá phun trào riolit khó phá hủy tạo nên địa hình tƣơng đối sắc nét, đỉnh nhọn, sƣờn dốc, độ chia cắt sâu và dày.

Đây cũng là đƣờng chia cắt của các con sông ngắn của Quảng Ninh chảy trực tiếp ra vịnh Bắc Bộ và cũng là nơi đón gió mùa gây mƣa địa hình rất lớn trƣớc núi. 4 Đồng bằng ven biển: chiếm 10% diện tích toàn tỉnh, có dải lớn nhất là đồng bằng ven biển miền Đông và đồng bằng phù sa sông Thái Bình ở miền Tây. Dải đồng bằng phù sa sông Thái Bình rất hẹp kẹp giữa dãy núi Yên Tử và hạ lƣu sông Thái Bình kéo dài từ Đông Triều tới Yên Hƣng. Về địa mạo có thể phân chia thành hai dải: + Đồng bằng phù sa ven sông Thái Bình thấp và bằng phẳng, nhiều nơi bị ảnh hƣởng mặn khi triều lên.

Dọc theo bờ sông đã đƣợc đắp đê ngăn mặn để cấy lúa. Đặc biệt khu vực nam Uông Bí có nhiều núi đá vôi thuộc dạng Karst sét nối liền với vùng karst Kinh Môn của tỉnh Hải Dƣơng. + Đồng bằng xen đồi núi chạy song song với dải trên, có nhiều đồi núi thấp từ 50 – 75m. Sƣờn dốc, thoải, đỉnh bằng [3].

c) Địa chất Khu vực nghiên cứu nằm ở phía Bắc đƣờng 18B qua thị xã Uông Bí với cấu tạo nền tảng rắn chủ yếu là các đá trầm tích lục nguyên có tuổi từ Triat đến Đệ tứ, ít hơn là các thành tạo cacbonat. Nét nổi bật nhất là các trầm tích có hạt thô và sự phân bố rộng rãi của các vỉa than công nghiệp trong phân hệ tầng dƣới của hệ tầng Hòn Gai. Đặc điểm đó tạo nên tính sắc sảo của địa hình các dãy núi và khả năng tạo vỏ phong hóa sét bị hạn chế. Các thành tạo địa chất tạo nên các nếp uốn với phƣơng kéo dài chung á vĩ tuyến đã quyết định tới hình thái dạng tuyến của địa hình theo phƣơng này.

Theo trật tự từ cổ đến trẻ, các thành tạo địa chất trong khu vực nghiên cứu bao gồm: - Hệ tầng Bình Liêu (T2a bl) phân bố ở khu vực phía bắc Thung lũng Than Thùng, mặt cắt phổ biến gồm các trầm tích – nguồn núi lửa nhƣ đá cát kết, cuội kết, cát kết tủa, chuyển lên các thành tạo phun trào ryolit porphyr, đacit porphyr xen các thấu kính hay lớp mỏng cuội kết tủa, cát kết tủa. Hệ tầng đƣợc phân chia thành 2 phụ hệ tầng: phụ hệ tầng dƣới có diện phân bố hẹp và phụ hệ tầng trên có diện phân bố rộng hơn, kéo dài thành dải liên tục rộng 2- 4km dọc thung lũng Than Thùng. - Hệ tầng Hòn Gai (T3n – r hg ) là thành phần chính cấu tạo nên các dãy núi thuộc thị xã Uông Bí. Đây là hệ tầng chứa than cung cấp nhiên liệu quan trọng nhất 5 của nƣớc ta.

Thuộc phạm vi thị xã Uông Bí, hệ tầng Hòn Gai phân bố trong hai dải chính: dải thứ nhất kéo dài từ Yên Tử đến Bảo Đài, tạo nên dãy núi cao nhất ở phía Bắc thị xã; dải thứ hai kéo dài từ Đông Mạo Khê qua núi Ba Vàng, núi Bình Hƣơng, núi U Mòi đến Hòn Gai. Các thành tạo địa chất của hệ tầng này chủ yếu gồm các thành tạo hạt thô nhƣ cát kết, bột kết, một số nơi có cuội kết xen phiến sét, thạch anh,. Sản phẩm vỏ phong hóa thƣờng là litoma hoặc saprolit với bề dày hạn chế. - Địa chất khu vực nghiên cứu hoàn toàn là đất đá nguyên thổ ổn định.

Cấu tạo địa chất phân thành 2 lớp cơ bản: - Lớp phủ là lớp á cát, á sét lẫn sỏi sạn, chiều dày lớp phủ thay đổi và khoảng 1,5  4m. - Dƣới lớp phủ á cát, á sét là đá dốc dạng bột kết, cát kết, sét kết bị phong hoá, thế nằm ổn định. d) Đặc điểm khí hậu Khu vực thành phố Uông Bí nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới gió mùa và chịu ảnh hƣởng của khí hậu biển nên khá ôn hoà. Hằng năm có hai mùa rõ rệt, mùa hè từ tháng 5 đến tháng 10 với đặc trƣng nóng ẩm, mƣa nhiều và mùa đông lạnh từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau [6]: - Nhiệt độ + Nhiệt độ trung bình hàng năm vào khoảng 220C + Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất trong năm là tháng 6, tháng7: 28,20C – 28,80C, tháng có nhiệt độ thấp nhất là tháng 1 và tháng 2: 14,60C – 15,10C.

+ Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 380C. + Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối: 80C [6], [11]. - Lượng mưa Lƣợng mƣa trung bình hàng năm là 1511,4 mm phân bố không đều trong năm (bảng 1.1) và phân thành hai mùa rõ rệt: + Mùa mƣa nhiều: từ tháng 4 đến tháng 9 chiếm 80% tổng lƣợng mƣa cả năm. Tháng có lƣợng mƣa lớn nhất là tháng 8 đạt 307,4mm.

6 + Mùa mƣa ít: từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, lƣợng mƣa chỉ chiếm 20% tổng lƣợng mƣa cả năm. Tháng có lƣợng mƣa ít nhất là tháng 12 (4 - 30mm) [6]. 1: Lƣợng mƣa trung bình nhiều năm đo đƣợc tại Uông Bí (mm) [6] Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng Lƣợng mƣa 20,6 22,7 47,1 81,3 204,3 215,1 243,2 307,4 201,7 106 40,6 21,4 1.511,4 - Độ ẩm không khí Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là 83%. Độ ẩm không khí thƣờng thay đổi theo mùa và các tháng trong năm, cao nhất vào tháng 3 và tháng 4 đạt 87%, thấp nhất vào tháng 11 và tháng 12 đạt 77% [6].

e) Đa dạng sinh học - Động vật thủy sinh: Lƣu vực sông Vàng Danh do bị ảnh hƣởng nƣớc thải từ các cơ sở công nghiệp khai thác than nên động vật thuỷ sinh ở lƣu vực này nghèo nàn không có giá trị kinh tế cao. - Thực vật: Hệ thực vật ven bờ lƣu vực sông Vàng Danh chủ yếu là cây thuộc họ thân thảo và một số loài cây thuộc họ thân gỗ, các loài cây trên có giá trị kinh tế cũng nhƣ giá trị dƣợc liệu thấp. f) Đặc điểm thủy văn Sông Vàng Danh là hợp lƣu của các nhánh suối bắt nguồn từ dãy núi Bảo Đài chạy theo hƣớng Bắc Nam. Độ dốc lƣu vực và độ dốc lòng sông tƣơng đối lớn.

Độ dài dòng sông khoảng hơn 3 km. Lƣu lƣợng nƣớc sông vào mùa mƣa vào khoảng 1,2m3/s; vào mùa khô lƣợng nƣớc ít hơn. Nƣớc sông thƣờng có màu đen, một số đoạn ngắn và dốc bị bồi lắng do nƣớc thải mỏ [3]. Điều kiện kinh tế - xã hội thành phố Uông Bí thuộc lưu vực sông Vàng Danh a) Đặc điểm kinh tế - Công nghiệp Công nghiệp là một thế mạnh của thành phố Uông Bí, đƣợc thiên nhiên đặc biệt ƣu đãi với nhiều loại khoáng sản khác nhau có giá trị kinh tế đã và đang tạo nên ngành công nghiệp phát triển.

Trong đó: + Công nghiệp khai thác than: than ở Uông Bí tập trung chủ yếu tại địa bàn phƣờng Vàng Danh, xã Thƣợng Yên Công và xã Phƣơng Đông. Hiện nay trên địa bàn có 5 cơ sở đƣợc cấp phép hoạt động khai thác than bao gồm: Công ty than Uông Bí, Công ty cổ phần than Vàng Danh, Công ty TNHH MTV than Nam Mẫu, Xí nghiệp than Uông Bí – Công ty Cổ phần Xi măng và Xây dựng Quảng Ninh và Công ty than Vietmindo. Sản lƣợng khai thác năm 2010 đạt khoảng 12,9 triệu tấn, trong đó sản lƣợng khai thác trên vùng than Vàng Danh đạt 3,85 triệu tấn/năm. Công nghiệp khai thác, chế biến than là ngành công nghiệp chủ đạo có tác động rất lớn đến phát triển kinh tế xã hội của thành phố [12].

+ Ngành công nghiệp khai thác và sản xuất vật liệu xây dựng bao gồm: đá, sỏi, cát, xi măng, vôi, gạch, ngói… tập trung chủ yếu ở các phƣờng Vàng Danh, Quang Trung, Phƣơng Nam và xã Thƣợng Yên Công… cung cấp nhu cầu về vật liệu xây dựng cho thành phố và các vùng lân cận.