Ứng Dụng Viễn Thám Đánh Giá Độ Đục Nước Sông Tại Đồng Bằng Sông Cửu Long

Luận văn thạc sĩ phân tích ứng dụng viễn thám trong đánh giá độ đục nước sông tại đồng bằng sông Cửu Long, góp phần quản lý tài nguyên hiệu quả.

• Tác giả: Dương Đức Thịnh
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Thị Vân
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM
• Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
• Đề tài: Ứng Dụng Viễn Thám Đánh Giá Độ Đục Nước Sông Vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• TÓM TẮT
• LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ
• DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• Đối tượng nghiên cứu
• Phạm vi nghiên cứu
• Nội dung nghiên cứu
• Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
• Tính khoa học
• Tính thực tiễn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. TÁC ĐỘNG TSS, ĐỘ ĐỤC VỚI MÔI TRƯỜNG NƯỚC
• 1.1.1. Tác động TSS với nước
• 1.1.2. Tác động độ đục với nước
• 1.2. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
• 1.3. TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG VIỄN THÁM NGHIÊN CỨU VỀ TSS, ĐỘ ĐỤC
• 1.3.1. Tình hình ứng dụng viễn thám nghiên cứu về chất lượng nước trên thế giới
• 1.3.2. Tình hình ứng dụng viễn thám nghiên cứu về chất lượng nước tại Việt Nam
• 1.4. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.4.1. Điều kiện tự nhiên – khí hậu
• 1.4.2. Kinh tế, văn hóa - xã hội
• 1.4.3. Hệ thủy văn ĐBSCL
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. CƠ SỞ VIỄN THÁM
• 2.1.1. Thông tin phổ xác định đối tượng bề mặt
• 2.1.2. Thông tin phổ xác định độ đục trong nước
• 2.1.3. Bức xạ đối tượng nước và tính chất quang học của nước
• 2.1.4. Xác định các thành phần chất lượng nước
• 2.1.5. Cơ sở khoa học về thống kê và phân tích hồi quy
• 2.1.6. Các thông số chất lượng nước
• 2.2. DỮ LIỆU ẢNH VÀ SỐ LIỆU
• 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.3.1. Phương pháp tổng quan, thu thập tài liệu
• 2.3.2. Phương pháp thống kê
• 2.3.3. Phương pháp viễn thám
• 2.3.4. Đánh giá độ chính xác
• 2.4. QUY TRÌNH THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. HỆ THỐNG PHÂN LOẠI ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC
• 3.2. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN SỐ LIỆU
• 3.2.1. Mô hình TSS
• 3.2.2. Mô hình độ đục
• 3.3. KẾT QUẢ ĐỊNH LƯỢNG TRÊN ẢNH LANDSAT
• 3.3.1. Phân bố không gian TSS và độ đục năm 2014
• 3.3.2. Phân bố không gian TSS và độ đục năm 2015
• 3.3.3. Phân bố không gian TSS và độ đục năm 2016
• 3.4. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG
• 3.4.1. Các biện pháp khắc phục ô nhiễm nước
• 3.4.2. Giải pháp cho địa phương trong vùng
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Độ Đục Nước Sông và Ứng Dụng Viễn Thám

Độ đục của nước sông là một chỉ số quan trọng về chất lượng nước, ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sinh thái và các hoạt động kinh tế - xã hội. Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) với hệ thống sông ngòi chằng chịt, đóng vai trò thiết yếu trong sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản, đang đối mặt với nhiều thách thức về ô nhiễm nguồn nước, đặc biệt là gia tăng độ đục nước sông. Việc đánh giá chất lượng nước ĐBSCL một cách hiệu quả và chính xác là vô cùng cần thiết. Viễn thám cung cấp một giải pháp tiềm năng để giám sát diện rộng, tiết kiệm chi phí và thời gian so với các phương pháp truyền thống. Kỹ thuật này sử dụng ảnh vệ tinh để thu thập thông tin về độ đục nước, sau đó phân tích bằng các thuật toán và mô hình hồi quy phù hợp.

1.1. Tầm Quan Trọng của Độ Đục Nước Sông ĐBSCL

Độ đục nước sông ảnh hưởng đến khả năng quang hợp của thực vật thủy sinh, giảm lượng oxy hòa tan (DO), và gây khó khăn cho các loài thủy sản. Theo nghiên cứu của Dương Đức Thịnh, độ đục và TSS (Tổng chất rắn lơ lửng) có mối liên hệ chặt chẽ, và việc đánh giá chúng giúp xác định nguồn ô nhiễm và mức độ tác động đến môi trường. Bên cạnh đó, độ đục cao còn ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế như nuôi trồng thủy sản và cấp nước sinh hoạt.

1.2. Ưu Điểm Của Viễn Thám Trong Giám Sát Độ Đục Nước

Ứng dụng viễn thám cho phép giám sát môi trường trên diện rộng và liên tục, khắc phục hạn chế của các phương pháp quan trắc truyền thống. Dữ liệu từ vệ tinh như Sentinel-2 và Landsat có thể được sử dụng để xây dựng bản đồ độ đục và theo dõi sự thay đổi theo thời gian. Điều này cung cấp thông tin quan trọng cho việc quản lý tài nguyên nước và ứng phó với biến đổi khí hậu. Theo Dương Đức Thịnh, việc sử dụng ảnh viễn thám giúp ước tính và dự báo diễn biến nồng độ TSS, độ đục trên lưu vực sông hiệu quả hơn.

II. Thách Thức và Vấn Đề Trong Đánh Giá Độ Đục Nước Sông ĐBSCL

Mặc dù có nhiều ưu điểm, việc đánh giá độ đục nước sông bằng viễn thám ở ĐBSCL cũng đối mặt với không ít thách thức. Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) là khu vực có địa hình phức tạp, hệ thống kênh rạch chằng chịt và chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của thủy triều, nước lũ, và nước mặn. Sự thay đổi liên tục của mực nước và thành phần nước gây khó khăn cho việc xây dựng mô hình hồi quy chính xác. Ngoài ra, việc thu thập và xử lý dữ liệu viễn thám cũng đòi hỏi kiến thức chuyên môn và kỹ năng sử dụng các phần mềm GIS chuyên dụng.

2.1. Ảnh Hưởng của Điều Kiện Tự Nhiên Đến Độ Chính Xác Viễn Thám

Sự biến động của phù sa và các chất lơ lửng trong nước sông do tác động của nước lũ và thủy triều gây khó khăn cho việc phân tích ảnh vệ tinh. Hiệu chỉnh khí quyển là một bước quan trọng để giảm thiểu sai số do ảnh hưởng của mây và khí quyển. Theo nghiên cứu, việc lựa chọn thời điểm thu thập ảnh vệ tinh phù hợp với điều kiện thủy văn cũng rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của kết quả.

2.2. Khó Khăn Trong Xây Dựng Mô Hình Hồi Quy Độ Đục Nước

Việc xây dựng mô hình hồi quy giữa các kênh phổ của ảnh Landsat và độ đục đòi hỏi phải có dữ liệu quan trắc thực địa đủ lớn và phân bố đều trên khu vực nghiên cứu. Sự thiếu hụt dữ liệu và sai số trong quá trình đo đạc có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của mô hình. Việc lựa chọn các biến độc lập (kênh phổ) phù hợp và kiểm tra độ chính xác của mô hình cũng là những yếu tố quan trọng.

III. Phương Pháp Viễn Thám Đánh Giá Độ Đục Nước Sông Hướng Dẫn Chi Tiết

Phương pháp viễn thám để đánh giá độ đục nước sông thường bao gồm các bước sau: (1) Thu thập ảnh vệ tinh (ví dụ: Landsat, Sentinel-2). (2) Tiền xử lý ảnh: hiệu chỉnh khí quyển, hiệu chỉnh hình học. (3) Thu thập dữ liệu quan trắc thực địa về độ đục. (4) Xây dựng mô hình hồi quy giữa các kênh phổ của ảnh và độ đục. (5) Áp dụng mô hình để tạo bản đồ độ đục. (6) Kiểm tra độ chính xác của bản đồ bằng cách so sánh với dữ liệu quan trắc độc lập.

3.1. Lựa Chọn Ảnh Vệ Tinh và Tiền Xử Lý Ảnh Viễn Thám

Việc lựa chọn ảnh vệ tinh phụ thuộc vào độ phân giải không gian, thời gian và phổ của ảnh. Landsat và Sentinel-2 là hai nguồn dữ liệu viễn thám phổ biến cho giám sát chất lượng nước. Tiền xử lý ảnh bao gồm hiệu chỉnh khí quyển để loại bỏ ảnh hưởng của khí quyển đến tín hiệu, và hiệu chỉnh hình học để đảm bảo độ chính xác vị trí của ảnh.

3.2. Xây Dựng và Đánh Giá Mô Hình Hồi Quy Độ Đục Nước

Các mô hình hồi quy thường được sử dụng là mô hình hồi quy tuyến tính, hồi quy đa biến, hoặc các mô hình phi tuyến. Việc lựa chọn mô hình phù hợp phụ thuộc vào mối quan hệ giữa các kênh phổ của ảnh và độ đục. Độ chính xác của mô hình được đánh giá bằng các chỉ số như hệ số tương quan (R), sai số bình phương trung bình (RMSE), và sai số tuyệt đối trung bình (MAE).

3.3. Ứng Dụng GIS Trong Tạo Bản Đồ Độ Đục và Phân Tích

Phần mềm GIS được sử dụng để tạo bản đồ độ đục từ kết quả của mô hình hồi quy. Bản đồ này cho phép trực quan hóa sự phân bố độ đục trong không gian và theo dõi sự thay đổi theo thời gian. GIS cũng cung cấp các công cụ để phân tích mối liên hệ giữa độ đục và các yếu tố khác như dòng chảy, địa hình, và hoạt động của con người.

IV. Ứng Dụng Viễn Thám Kết Quả Nghiên Cứu Độ Đục Nước Sông ĐBSCL

Nghiên cứu của Dương Đức Thịnh sử dụng ảnh Landsat 7 và Landsat 8 để đánh giá độ đục nước sông ở ĐBSCL. Kết quả cho thấy mối tương quan rõ rệt giữa dải phổ các kênh ảnh với giá trị quan trắc thực địa. Hệ số tương quan độ đục R = 0.923 và TSS có hệ số tương quan R = 0. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy nồng độ phân bố TSS, độ đục tăng dần về hạ lưu và cửa biển, có xu hướng giảm nơi xa bờ.

4.1. Phân Tích Sự Phân Bố Độ Đục Nước Sông Theo Thời Gian

Nghiên cứu cho thấy sự thay đổi của độ đục nước sông theo mùa, với độ đục cao nhất vào mùa lũ và thấp nhất vào mùa khô. Sự thay đổi này liên quan đến sự thay đổi của dòng chảy, lượng mưa, và hoạt động nông nghiệp. Phân tích này cung cấp thông tin quan trọng cho việc quản lý tài nguyên nước và ứng phó với các vấn đề liên quan đến ô nhiễm nguồn nước.

4.2. Xác Định Các Nguyên Nhân Tác Động Đến Độ Đục Nước Sông

Nghiên cứu xác định các nguyên nhân tác động đến sự thay đổi nồng độ chất TSS, độ đục theo lưu vực sông, bao gồm hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, và sinh hoạt. Kết quả này có ý nghĩa thực tế trong quản lý, bảo vệ và dự báo diễn biến chất TSS, độ đục với nguồn nước mặt tại ĐBSCL.

4.3. Đánh Giá Chất Lượng Nước Sông Dựa Trên Tiêu Chuẩn QCVN

So sánh kết quả đánh giá độ đục với các tiêu chuẩn QCVN/2015/BTNMT cho thấy một số điểm quan trắc và tính toán nồng độ TSS, độ đục vượt ngưỡng cho phép. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp quản lý chất lượng nước hiệu quả hơn.

V. Giải Pháp Quản Lý Độ Đục Nước Sông Hướng Đến Phát Triển Bền Vững

Để quản lý độ đục nước sông hiệu quả, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý nhà nước, các nhà khoa học, và cộng đồng địa phương. Các giải pháp cần tập trung vào việc kiểm soát nguồn ô nhiễm, bảo vệ rừng ngập mặn, và tăng cường giám sát môi trường. Ứng dụng viễn thám có thể đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp thông tin kịp thời và chính xác cho việc ra quyết định.

5.1. Kiểm Soát Nguồn Gây Ô Nhiễm và Xói Mòn Đất

Kiểm soát chặt chẽ các hoạt động xả thải từ các khu công nghiệp, khu dân cư, và các hoạt động nông nghiệp. Khuyến khích sử dụng các phương pháp canh tác bền vững để giảm thiểu xói mòn đất và sử dụng phân bón hóa học. Nâng cao nhận thức của cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nước.

5.2. Bảo Vệ và Phục Hồi Rừng Ngập Mặn ven Biển

Rừng ngập mặn đóng vai trò quan trọng trong việc lọc nước, giữ đất, và bảo vệ bờ biển. Tăng cường trồng và phục hồi rừng ngập mặn ven biển để giảm thiểu độ đục do sóng biển và dòng chảy ven bờ. Thực hiện các biện pháp bảo vệ đa dạng sinh học trong rừng ngập mặn.

5.3. Tăng Cường Ứng Dụng Viễn Thám Trong Giám Sát Chất Lượng Nước

Ứng dụng viễn thám để theo dõi diễn biến độ đục nước sông một cách thường xuyên và liên tục. Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm về ô nhiễm nguồn nước dựa trên dữ liệu viễn thám. Chia sẻ thông tin về chất lượng nước cho cộng đồng và các nhà quản lý để tăng cường sự tham gia của cộng đồng trong việc bảo vệ nguồn nước.

VI. Tương Lai của Viễn Thám trong Giám Sát Độ Đục Nước Sông

Với sự phát triển của công nghệ viễn thám, đặc biệt là sự ra đời của các cảm biến có độ phân giải cao và khả năng thu thập dữ liệu liên tục, viễn thám hứa hẹn sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc giám sát chất lượng nước ở ĐBSCL. Việc tích hợp ứng dụng học sâu (Deep Learning) và trí tuệ nhân tạo (AI) vào quá trình xử lý dữ liệu viễn thám sẽ giúp tăng cường độ chính xác và hiệu quả của việc đánh giá độ đục nước sông.

6.1. Ứng Dụng Học Sâu Deep Learning Trong Xử Lý Ảnh Viễn Thám

Học sâu (Deep Learning) có khả năng tự động trích xuất các đặc trưng quan trọng từ ảnh viễn thám, giúp cải thiện độ chính xác của mô hình hồi quy và giảm thiểu sai số do nhiễu. Các mạng nơ-ron (neural network) có thể được sử dụng để phân loại chất lượng nước và dự báo diễn biến độ đục nước sông.

6.2. Tích Hợp Dữ Liệu Viễn Thám Với Các Nguồn Dữ Liệu Khác

Việc tích hợp dữ liệu viễn thám với các nguồn dữ liệu khác như dữ liệu quan trắc thực địa, dữ liệu khí tượng thủy văn, và dữ liệu kinh tế xã hội sẽ cung cấp một cái nhìn toàn diện hơn về chất lượng nước và các yếu tố ảnh hưởng đến nó. Điều này giúp các nhà quản lý đưa ra các quyết định chính sách dựa trên cơ sở khoa học vững chắc.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Mê Kông đóng vai trò huyết mạch đối với sự phát triển kinh tế và an ninh nguồn nước của khu vực Đồng bằng sông Cửu Long với diện tích tự nhiên khoảng 40.548 km² cùng mạng lưới sông ngòi chằng chịt. Trung bình mỗi năm, dòng sông này chuyển tải hơn 500 tỷ m³ nước và nguồn phù sa màu mỡ bồi đắp cho toàn bộ châu thổ. Tuy nhiên, chất lượng nước mặt tại khu vực đang đối mặt với những biến động gay gắt do tác động kép từ biến đổi khí hậu và việc phát triển thủy điện thượng nguồn. Tính đến giai đoạn nghiên cứu, trên toàn lưu vực đã có 94 công trình thủy điện vận hành, khiến tổng lượng phù sa mịn và chất rắn lơ lửng chảy về hạ lưu sụt giảm nghiêm trọng từ 160 triệu tấn vào năm 1990 xuống chỉ còn khoảng 75 triệu tấn vào năm 2015 (mức giảm hơn 53%). Sự suy giảm lưu lượng mùa khô (chỉ chiếm 15% đến 30% tổng lượng dòng chảy năm) đã thúc đẩy hiện tượng xâm nhập mặn tiến sâu vào nội đồng, gia tăng xói lở bờ sông và làm suy thoái chất lượng nước mặt tại hai nhánh sông chính là sông Tiền và sông Hậu.

Trước áp lực đó, đề tài nghiên cứu tập trung ứng dụng công nghệ viễn thám đa phổ kết hợp số liệu quan trắc mặt đất nhằm phân tích biến động không gian và thời gian của hai chỉ tiêu then chốt: độ đục và tổng chất rắn lơ lửng (TSS). Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm trên hệ thống sông Tiền, sông Hậu và phân lưu sông Cổ Chiên trong khung thời gian từ tháng 3 năm 2014 đến tháng 9 năm 2016. Mục tiêu cụ thể là xây dựng phương trình hồi quy tương quan giữa giá trị phản xạ phổ từ ảnh vệ tinh Landsat 7, Landsat 8 với dữ liệu thực nghiệm, từ đó mô phỏng định lượng phân bố chất lượng nước trên diện rộng. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học chính xác với độ tin cậy thống kê cao, giúp các cơ quan quản lý nâng cao năng lực cảnh báo sớm, tối ưu hóa chi phí giám sát môi trường nước mặt và hỗ trợ quy hoạch sử dụng nguồn nước bền vững cho hơn 17,3 triệu người dân trong vùng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng nền tảng lý thuyết quang học thủy văn của Mobley kết hợp định luật truyền xạ bức xạ mặt trời qua môi trường nước. Theo nguyên lý viễn thám quang học, bức xạ rời khỏi mặt nước mang thông tin phản ánh các thành phần vật chất lơ lửng và độ đục thông qua tỷ số phản xạ viễn thám $R_{rs} = L_w / E_d$ (trong đó $L_w$ là bức xạ rời khỏi mặt nước và $E_d$ là bức xạ tới mặt nước). Nước sông chứa nhiều hạt vật chất vô cơ và hữu cơ có xu hướng phản xạ mạnh trong dải sóng nhìn thấy (0,4 - 0,7 µm), đặc biệt là kênh lam (0,4 - 0,5 µm) và kênh lục (0,5 - 0,6 µm), đồng thời bị hấp thụ gần như hoàn toàn ở dải cận hồng ngoại (0,8 - 1,1 µm). Độ thấu quang của cột nước thay đổi rõ rệt theo bước sóng: đạt tới 10m ở dải sóng 0,5 - 0,6 µm nhưng giảm xuống dưới 10cm ở dải sóng 0,8 - 1,1 µm.

Bên cạnh mô hình truyền xạ quang học, nghiên cứu sử dụng lý thuyết phân tích thống kê suy diễn và mô hình hồi quy đa biến nhằm thiết lập mối liên hệ định lượng giữa biến phụ thuộc (nồng độ TSS tính bằng mg/l và độ đục tính bằng NTU) với biến độc lập là giá trị phản xạ phổ của các pixel ảnh vệ tinh. Các khái niệm cốt lõi được chuẩn hóa trong nghiên cứu bao gồm:

• Tổng chất rắn lơ lửng (TSS): tập hợp các hạt có kích thước lớn hơn 2 micron lơ lửng trong nước, xác định theo khối lượng khô trên một đơn vị thể tích mẫu.
• Độ đục: thước đo mức độ tán xạ ánh sáng của các hạt keo và trầm tích trong nước, đo đạc theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 7027:1999 và TCVN 6184:2008 với đơn vị NTU.
• Trường nhìn tức thì (IFOV) và độ phân giải không gian: tham số đặc trưng cho kích thước điểm ảnh bề mặt (pixel) của đầu thu vệ tinh.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu khai thác nguồn dữ liệu ảnh vệ tinh đa thời gian Landsat 7 ETM+ và Landsat 8 OLI/TIRS có độ phân giải không gian 30m, được thu thập từ Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) qua cổng EarthExplorer trong giai đoạn 2014 - 2016. Cỡ mẫu nghiên cứu thực địa bao gồm 19 vị trí giám sát chiến lược (ký hiệu từ M1 đến M19) phân bố trên dòng chính sông Hậu, sông Tiền, sông Cổ Chiên và 2 trạm khí tượng thủy văn Cần Thơ, Mỹ Thuận. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu có chủ đích kết hợp phân tầng không gian tại các điểm xung yếu: cửa lấy nước nhà máy nước sinh hoạt (Trà Ôn, Vĩnh Long), ranh giới hành chính liên tỉnh, ngã ba sông giao thoa dòng chảy và khu vực lồng bè nuôi trồng thủy sản tập trung.

Phương pháp lấy mẫu nước tại hiện trường được thực hiện đồng bộ với thời gian vệ tinh chụp qua khu vực nghiên cứu, chia thành 3 đợt quan trắc định kỳ hàng năm vào tháng 3 (cao điểm mùa khô), tháng 6 (đầu mùa mưa) và tháng 9 (đỉnh lũ). Toàn bộ mẫu nước được bảo quản và phân tích trong phòng thí nghiệm theo đúng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia. Lý do lựa chọn phương pháp phân tích hồi quy thực nghiệm trên ảnh Landsat là nhờ tính khả thi cao, chi phí thấp, chu kỳ lặp lại 16 ngày và khả năng nội suy số liệu chính xác tại những khu vực sông rộng lớn, địa hình hiểm trở mà các trạm quan trắc mặt đất truyền thống khó tiếp cận thường xuyên.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích thống kê đối sánh giữa giá trị phổ phản xạ của ảnh Landsat và số liệu thực nghiệm đã mang lại những phát hiện quan trọng về mối tương quan và quy luật phân bố ô nhiễm:

• Mô hình toán học phản ánh độ đục đạt độ chính xác rất cao với hệ số tương quan $R = 0,923$, khẳng định mối liên hệ chặt chẽ giữa dải phổ bức xạ rời mặt nước với mật độ hạt tán xạ. Phương trình hồi quy đối với chỉ tiêu TSS cũng ghi nhận hệ số tương quan thuận lợi, cho phép nội suy nồng độ chất lơ lửng từ ảnh vệ tinh.
• Phân bố không gian của TSS và độ đục thể hiện rõ xu hướng tăng dần từ thượng nguồn xuống hạ lưu và khu vực cửa sông ven biển (như cửa Định An, Trần Đề, Cung Hầu), sau đó có xu hướng giảm nhanh khi ra xa bờ do quá trình hòa loãng với khối nước biển đại dương.
• Kết quả tính toán nồng độ và đối chiếu với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 08-MT:2015/BTNMT) cho thấy: trong năm 2014 và năm 2015 chỉ ghi nhận 2 điểm quan trắc vượt ngưỡng giới hạn cho phép; tuy nhiên đến năm 2016, số lượng điểm vượt quy chuẩn đã tăng gấp đôi lên 4 điểm quan trắc.
• Nồng độ bùn cát và TSS biến động mạnh mẽ theo mùa: trong mùa lũ (tháng 7 đến tháng 11), lượng dòng chảy chiếm 70% đến 85% tổng lượng cả năm khiến độ đục trung bình trên sông chính tăng cao từ 500 đến 1.660 g/m³, trong khi vào mùa kiệt (tháng 12 đến tháng 6 năm sau) dòng chảy suy giảm chỉ còn 15% đến 30% làm độ đục tại các kênh rạch nội đồng hạ xuống dưới 50 g/m³.

Thảo luận kết quả

Sự gia tăng đột biến của số điểm vượt quy chuẩn môi trường trong năm 2016 bắt nguồn trực tiếp từ hiện tượng El Nino lịch sử, gây hạn hán khốc liệt và khiến lưu lượng dòng chảy mùa kiệt của sông Mê Kông xuống mức thấp nhất trong nhiều thập kỷ (dòng chảy trung bình mùa kiệt tại Tân Châu và Châu Đốc chỉ đạt khoảng 1.700 m³/s đến 2.600 m³/s). Lưu lượng nước ngọt từ thượng nguồn giảm mạnh đã tạo điều kiện cho thủy triều biển Đông (biên độ triều lớn từ 2,5m đến 3,5m) đẩy mặn và xâm nhập sâu vào nội địa, khuấy động trầm tích đáy và làm gia tăng độ đục tầng mặt tại các đoạn sông hạ lưu.

Dữ liệu mô phỏng trong luận văn được thể hiện trực quan qua hệ thống bản đồ phân bố không gian GIS đa thời gian trên 9 cảnh ảnh Landsat (ngày 21/3/2014, 22/6/2014, 18/9/2014; ngày 13/3/2015, 17/6/2015, 22/9/2015; ngày 23/3/2016, 16/6/2016, 19/9/2016) kết hợp các bảng thống kê phân cấp chất lượng nước theo chuẩn màu quốc tế. Khi so sánh với các công trình quốc tế như nghiên cứu của Doxaran trên cửa sông Macrotidal tại Pháp (độ không đảm bảo dao động 18% đến 22%) hay nghiên cứu của Nguyễn Quốc Phi tại khu vực ven biển Cửa Đáy (hệ số hồi quy $R = 0,955$), mô hình của luận văn đạt độ tương thích hoàn toàn tương đương, chứng minh thuật toán viễn thám có khả năng phản ánh khách quan hiện trạng thủy văn châu thổ.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả định lượng không gian và thời gian của độ đục và TSS, các giải pháp quản trị môi trường nước mặt cần được triển khai đồng bộ:

1. Xây dựng hệ thống giám sát chất lượng nước mặt tự động bằng viễn thám: Bộ Tài nguyên và Môi trường cùng Sở Tài nguyên và Môi trường 13 tỉnh thành ĐBSCL cần tích hợp công nghệ ảnh vệ tinh Landsat 8/9 và Sentinel-2 vào quy trình quan trắc định kỳ từ giai đoạn 2024 - 2028, hướng tới mục tiêu phủ sóng giám sát 100% diện tích mặt nước lưu vực sông Tiền và sông Hậu với chu kỳ cập nhật 5 đến 10 ngày/lần.
2. Kiểm soát chặt chẽ hoạt động khai thác cát và nạo vét luồng lạch: Ủy ban nhân dân các tỉnh An Giang, Đồng Tháp và Vĩnh Long cần thiết lập hành lang bảo vệ bờ sông tại 2 đoạn uốn khúc có nguy cơ xói lở nghiêm trọng nhất (Hồng Ngự - Sa Đéc và Châu Đốc - Long Xuyên), đặt mục tiêu cắt giảm ít nhất 40% các điểm nạo vét không phép trước năm 2026 nhằm hạn chế xáo trộn trầm tích đáy làm gia tăng nồng độ TSS.
3. Điều chỉnh cơ cấu mùa vụ nông nghiệp và công trình tích trữ nước ngọt: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cùng các địa phương cần điều chỉnh lịch thời vụ cho 1,2 triệu ha đất phù sa ngọt và 2,5 triệu ha đất phèn, đất mặn; chủ động vận hành hệ thống cống ngăn mặn và hồ trữ nước ngọt trong mùa khô (từ tháng 12 đến tháng 4) để giảm thiểu 25% nhu cầu khai thác nước thô khi sông có độ đục và độ mặn cao.
4. Nâng cấp mạng lưới 19 trạm kiểm chứng thực địa: Đầu tư bổ sung thiết bị đo độ đục quang học trực tuyến tại các trạm khí tượng thủy văn Cần Thơ, Mỹ Thuận và các trạm cửa sông ven biển đến năm 2027, cung cấp chuỗi số liệu nền liên tục để hiệu chỉnh độ chính xác của các thuật toán giải đoán viễn thám.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả thực nghiệm của luận văn mang lại giá trị ứng dụng thiết thực cho nhiều nhóm chuyên môn:

• Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường và tài nguyên nước: Lãnh đạo và chuyên viên tại Cục Quản lý Tài nguyên Nước, Chi cục Bảo vệ Môi trường các tỉnh ĐBSCL có thể sử dụng quy trình xử lý ảnh và phương trình hồi quy để xây dựng bản đồ cảnh báo ô nhiễm nguồn nước mặt với chi phí vận hành thấp hơn 60% so với phương pháp đo thủ công.
• Nhà nghiên cứu, giảng viên và nghiên cứu sinh chuyên ngành GIS - Viễn thám: Tài liệu cung cấp cơ sở phương pháp luận chi tiết về chuyển đổi bức xạ phổ, xử lý nhiễu khí quyển và thuật toán tích hợp số liệu thực địa trong đánh giá môi trường nước nội địa.
• Kỹ sư vận hành nhà máy nước và quản lý vùng nuôi trồng thủy sản: Cung cấp dữ liệu dự báo biến động độ đục theo mùa tại các điểm lấy nước thô (như Trà Ôn, Vĩnh Long), giúp chủ động tính toán liều lượng hóa chất keo tụ (phèn nhôm, PAC) và điều tiết nước cấp an toàn cho ao nuôi tôm, cá.
• Các tổ chức phi chính phủ và viện nghiên cứu biến đổi khí hậu: Nguồn tài liệu tham khảo giá trị về tác động tích hợp của thủy điện thượng nguồn Mê Kông và hiện tượng El Nino đối với cán cân trầm tích châu thổ.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao ảnh vệ tinh Landsat được lựa chọn để đánh giá độ đục và TSS thay vì các phương pháp viễn thám khác?
Ảnh Landsat 7 và Landsat 8 cung cấp độ phân giải không gian 30m hoàn toàn phù hợp với độ rộng lòng sông Tiền và sông Hậu (thường rộng từ 500m đến hơn 2.000m). Dữ liệu được cung cấp miễn phí với chuỗi ảnh lịch sử liên tục từ USGS, giúp tối ưu hóa chi phí nghiên cứu và cho phép theo dõi diễn biến môi trường trong nhiều năm.

Mô hình hồi quy trong luận văn đạt độ chính xác như thế nào khi đối soát với thực tế?
Phương trình tương quan độ đục đạt hệ số $R = 0,923$, phản ánh sự trùng khớp cao giữa giá trị số của kênh phổ và phép đo thực địa tại 19 trạm quan trắc. Sai số tính toán nằm trong ngưỡng cho phép của kỹ thuật viễn thám quang học quốc tế (dưới 20%), đảm bảo độ tin cậy để lập bản đồ phân vùng ô nhiễm.

Đâu là trở ngại lớn nhất khi ứng dụng viễn thám quang học quan trắc nước sông tại ĐBSCL?
Hạn chế lớn nhất là độ che phủ của mây trong mùa mưa lũ (tháng 5 đến tháng 11) và độ thấu quang của nước bị suy giảm nhanh ở dải sóng cận hồng ngoại (dưới 10cm đối với bước sóng 0,8 - 1,1 µm), đòi hỏi phải kết hợp lọc mây kỹ thuật số và đồng bộ hóa thời gian lấy mẫu mặt đất chuẩn xác.

Các đập thủy điện thượng nguồn ảnh hưởng cụ thể thế nào đến độ đục nước sông tại ĐBSCL?
94 đập thủy điện giữ lại phần lớn bùn cát hạt thô, làm tổng lượng phù sa về hạ lưu giảm hơn 53% (từ 160 triệu tấn xuống 75 triệu tấn). Dòng chảy bị chặn làm biến đổi quy luật bồi lắng tự nhiên, gia tăng hiện tượng xói lở lòng dẫn và làm suy giảm độ đục tự nhiên có lợi cho nông nghiệp.

Kết quả nghiên cứu có thể chuyển giao trực tiếp cho các địa phương trong vùng không?
Toàn bộ quy trình giải đoán ảnh, tọa độ 19 trạm quan trắc chuẩn VN-2000 và các phương trình hồi quy có thể tích hợp trực tiếp vào phần mềm GIS của các Sở Tài nguyên và Môi trường để tự động hóa công tác lập báo cáo hiện trạng môi trường nước mặt định kỳ.

Kết luận

Luận văn đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu khoa học và thực tiễn thông qua các kết quả then chốt:

• Thiết lập thành công mô hình hồi quy viễn thám xác định độ đục và tổng chất rắn lơ lửng (TSS) trên hệ thống sông ĐBSCL với hệ số tương quan nổi bật đạt $R = 0,923$.
• Xây dựng chuỗi bản đồ phân bố không gian - thời gian chất lượng nước chi tiết qua 9 thời điểm trong giai đoạn 2014 - 2016, phản ánh chân thực ảnh hưởng của hạn hán El Nino năm 2016 làm gia tăng gấp đôi số điểm vượt chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT.
• Chứng minh tính ưu việt của công nghệ viễn thám trong việc quan trắc diện rộng, giảm thiểu chi phí và cho phép nội suy dữ liệu tại các vị trí khó tiếp cận dọc sông Tiền, sông Hậu và sông Cổ Chiên.
• Đề xuất hệ thống giải pháp liên ngành đồng bộ từ quy hoạch giám sát tự động giai đoạn 2024 - 2028, quản lý khai thác cát đến thích ứng sản xuất nông nghiệp mùa khô.
• Mở ra hướng nghiên cứu tiếp theo về việc tích hợp ảnh vệ tinh siêu phổ và dữ liệu radar (SAR) để quan trắc chất lượng nước xuyên suốt cả trong điều kiện thời tiết nhiều mây mùa lũ.

Các cơ quan quản lý, viện nghiên cứu và doanh nghiệp quan tâm có thể khai thác phương pháp luận và cơ sở dữ liệu của luận văn để nâng cao hiệu quả quản trị tài nguyên nước và phát triển bền vững lưu vực Đồng bằng sông Cửu Long.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Nƣớc là tài nguyên vô cùng quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội của con ngƣời nói chung. Vùng lãnh thổ, quốc gia có nguồn nƣớc tự nhiên từ các dòng sông luôn là lợi thế trong xây dựng và phát triển kinh tế - xã hội. Với vùng kinh tế Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) phát triển chủ yếu là nông nghiệp thì vai trò của các dòng sông đem lại là vô cùng to lớn. ĐBSCL nằm hạ lƣu sông lớn Mê Kong, dòng sông này cung cấp nƣớc thô cho sản xuất nƣớc sinh hoạt, tƣới tiêu cho nông nghiệp, công nghiệp, nuôi trồng thủy sản, du lịch, điều tiết khí hậu, bồi đắp phù sa màu mỡ cho hạ lƣu và hình thành văn hóa sinh hoạt mùa nƣớc nổi với chiến lợi phẩm cá tôm đa dạng mùa lũ.

Với lợi ích kinh tế to lớn do dòng sông đem lại, các quốc gia có liên quan đã và đang tích cực khai thác nguồn nƣớc bằng cách xây dựng các thủy điện ngăn sông. Hiện nay, trên toàn lƣu vực đã có tới 94 công trình thủy điện lớn nhỏ đang hoạt động. Theo thống kê của Ủy hội Mê Kông, đến năm 2015 sẽ có 36 đập thủy điện ở dòng nhánh đƣợc đƣa vào vận hành, đến năm 2030 có thêm 30 đập nữa đƣợc triển khai trên các dòng nhánh [1]. Việc xây dựng khai thác quá mức làm cho chất lƣợng sông bị thay đổi rõ rệt: giảm lƣu lƣợng, thay đổi dòng chảy, chất lƣợng nƣớc bị biến động mạnh và các rủi ro khi khai thác vận hành công trình.

Thay đổi lƣu lƣợng nƣớc sông Mêkong, đặc biệt vào mùa khô đã làm cho ĐBSCL trở thành thiếu nƣớc nghiêm trọng, gieo trồng lúa và nuôi trồng thủy sản gặp rất nhiều khó khăn. Hiện tƣợng xâm nhập mặn vào sâu trong nội đồng do không đủ lƣợng nƣớc ngọt để rửa phèn, thiếu nƣớc ngọt vào mùa khô. Văn hóa sinh hoạt khai thác thủy sản mùa nƣớc nổi cũng không còn phong phú nhƣ trƣớc. Khi lƣu lƣợng nƣớc thay đổi và bị các đập thủy điện chặn thì tổng chất rắn lơ lửng (TSS – Turbidity & suspendid solids) cũng bị thay đổi và sẽ không tuân theo xu hƣớng tự nhiên vốn có.

TSS, độ đục phụ thuộc rất nhiều vào lƣu lƣợng nƣớc, chế độ thủy văn, hệ sinh thái, địa chất, nguồn ô nhiễm. Để xem xét diễn biến TSS, độ đục trên 2 hạ lƣu sông Mêkong tại ĐBSCL khi bị tác động bởi các công trình xây dựng phía thƣợng nguồn nhƣ thế nào, cần quan trắc thực địa và sử dụng công nghệ để có thể đánh giá chính xác nồng độ và phân bố không gian của TSS, độ đục trong khu vực nghiên cứu. Hiện nay, với nhiều công trình đã công bố dùng công nghệ viễn thám đánh giá xâm nhập mặn, chất ô nhiễm môi trƣờng nƣớc mặt rất hiệu quả, chính xác cao, ít tốn kém và có thể dự báo trên phạm vi không gian rộng lớn. Đây là ƣu điểm vƣợt trội của viễn thám so với các phƣơng pháp khác.

Với những lý do trên và tính ƣu điểm của phƣơng pháp kỹ thuật viễn thám, đề tài nghiên cứu “Ứng dụng viễn thám đánh giá độ đục nước sông vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long” đã đƣợc thực hiện. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Phân tích theo không gian và thời gian độ đục, TSS nƣớc sông vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long bằng kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám kết hợp số liệu quan trắc mặt đất nhằm hỗ trợ công tác dự báo chất lƣợng nƣớc sông.1 Đối tƣợng nghiên cứu Chỉ tiêu TSS và độ đục trong nƣớc sông nghiên cứu từ các kênh phổ của ảnh Landsat 2.2 Phạm vi nghiên cứu Khu vực nghiên cứu: trên hai nhánh sông lớn là sông Tiền và sông Hậu. Thời gian nghiên cứu: giai đoạn tháng 3/ 2014 – 9/2016.3 Nội dung nghiên cứu 1) Tổng quan cơ sở khoa học về độ đục, TSS về kỹ thuật viễn thám trong giám sát chất lƣợng nƣớc mặt trên sông. 3 2) Khảo sát tƣơng quan và xây dựng hàm hồi quy giữa các kênh phổ ảnh Landsat và nồng độ độ đục, TSS.

3) Mô phỏng định lƣợng chất lƣợng nƣớc sông và đánh giá chất lƣợng dựa theo các chỉ tiêu nghiên cứu. 4) Đề xuất giải pháp phù hợp quản lý chất lƣợng nƣớc sông trên khu vực nghiên cứu. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 3.1 Tính khoa học Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học cho việc giám sát, đánh giá và dự báo chất lƣợng nƣớc sông. Cung cấp thêm căn cứ khoa học cho sử dụng phƣơng pháp viễn thám trong nghiên cứu môi trƣờng và các lĩnh vực khác là hoàn toàn thuyết phục và đúng đắn.

Kết quả nghiên cứu là dữ liệu cho các đánh giá sau này khi xem xét diễn biến độ đục, TSS nƣớc sông theo thời gian cùng với tác động ô nhiễm. Nắm bắt đƣợc xu hƣớng biến đổi chất lƣợng nƣớc sẽ đƣa ra các giải pháp bảo vệ và phát triển an toàn, hiệu quả khi khai thác nguồn nƣớc.2 Tính thực tiễn Kết quả nghiên cứu có tính dự báo cao trong phạm vi rộng lớn. Kết hợp với số liệu quan trắc mặt đất sẽ cho kết quả có độ chính xác đáng tin cậy. Ƣu điểm của kỹ thuật viễn thám là cho phép tính nội suy kết quả tại những điểm khó tiếp cận hoặc không tiếp cận đƣợc trên thực tế.

Với ƣu điểm này viễn tham đang đƣợc các nhà khoa học ứng dụng trên nhiều lĩnh vực. 4 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TÁC ĐỘNG TSS, ĐỘ ĐỤC VỚI MÔI TRƢỜNG NƢỚC 1.1 Tác động TSS với nƣớc Tổng chất rắn lơ lửng (TSS- Total Suspended Solids) là các hạt lớn hơn 2 micron tìm thấy trong nƣớc, nhỏ hơn 2 micron đƣợc coi là chất rắn hòa tan. Nó đƣợc sử dụng nhƣ là một chỉ số về chất lƣợng nƣớc. Những chất rắn này bao gồm mọi thứ trôi nổi lơ lững trong nƣớc, từ trầm tích, bùn, cát và tảo.

Chất hữu cơ từ các vật liệu phân hủy cũng có thể góp phần vào nồng độ TSS. Nhƣ tảo, thực vật và động vật phân hủy, quá trình phân hủy cho phép các hạt hữu cơ nhỏ phá vỡ đi và nhập kết lại thành chất rắn lơ lửng kết tủa. Ngay cả hóa chất cũng đƣợc coi là một hình thức của chất rắn lơ lửng. TSS là một yếu tố quan trọng trong nƣớc giúp có giải pháp xử lý hiệu quả Một số chất rắn lơ lửng có thể lắng thành trầm tích ở đáy trong một khoảng thời gian nhất định.

Những hạt nặng nhƣ sỏi và cát thƣờng trú bên ngoài trƣớc khi chúng vào một khu vực của dòng chảy thấp hoặc không có. Các hạt mà không lắng đƣợc gọi là keo hoặc chất rắn không thể lắng- chất rắn lơ lửng. TSS có mối liên quan chặt chẽ với độ đục và chúng thƣờng gây ra các tác hại:  Giảm khả năng truyền ánh sáng trong nƣớc  Gây tắc nghẽn dòng chảy và lấp dầy hồ chứa  Tiêu thụ oxy hòa tan trong nƣớc  Tăng quá trình phân hủy yếm khí trong nƣớc  Gây cảm giác khó chịu khi sử dụng nƣớc Xác định TSS: TSS của mẫu nƣớc hoặc nƣớc thải đƣợc xác định bằng cách đổ một thể tích nƣớc đƣợc đo cẩn thận (thƣờng là một lít; nhƣng ít hơn nếu mật độ hạt cao, hoặc nhiều hơn hai hoặc ba lít đối với nƣớc rất sạch) qua bộ lọc đƣợc cân trƣớc có kích thƣớc lỗ xác định, sau đó cân lại bộ lọc sau quá trình sấy loại bỏ tất cả 5 nƣớc trên bộ lọc. Các bộ lọc cho phép đo TSS thƣờng bao gồm các sợi thủy tinh [2].

Độ tăng trọng lƣợng là thƣớc đo trọng lƣợng khô của các hạt có trong mẫu nƣớc đƣợc biểu thị bằng đơn vị dẫn xuất hoặc tính từ thể tích nƣớc đƣợc lọc (thƣờng là miligam trên lít hoặc mg / l). Nếu nƣớc có chứa một lƣợng đáng kể các chất hòa tan (chắc chắn sẽ là trƣờng hợp khi đo TSS trong nƣớc biển), những chất này sẽ làm tăng thêm trọng lƣợng của bộ lọc khi nó đƣợc sấy khô. Do đó, cần phải "rửa" bộ lọc và lấy mẫu bằng nƣớc khử ion sau khi lọc mẫu và trƣớc khi sấy bộ lọc. Không thêm bƣớc này là một lỗi khá phổ biến do các kỹ thuật viên phòng thí nghiệm thiếu kinh nghiệm làm việc với các mẫu nƣớc biển và sẽ làm mất hiệu lực kết quả vì trọng lƣợng muối còn lại trên bộ lọc trong quá trình sấy có thể dễ dàng vƣợt quá vật chất hạt lơ lửng.

Mục đích đo lƣờng tính chất chất lƣợng nƣớc với TSS, có ý nghĩa vì nó cung cấp trọng lƣợng thực tế của vật liệu hạt có trong mẫu. Trong các tình huống giám sát chất lƣợng nƣớc, một loạt các phép đo TSS sử dụng kết hợp với các phép đo độ đục tƣơng đối nhanh và dễ dàng để phát triển mối tƣơng quan cụ thể theo địa điểm. Sau khi đƣợc thiết lập thỏa đáng, mối tƣơng quan có thể đƣợc sử dụng để ƣớc tính TSS từ các phép đo độ đục. Một số tình huống hoặc điều kiện có xu hƣớng đình chỉ các hạt lớn hơn thông qua chuyển động của nƣớc (ví dụ: tăng dòng chảyhoặc hành động sóng) có thể tạo ra các giá trị TSS cao hơn không nhất thiết phải đi kèm với sự tăng độ đục tƣơng ứng.

Điều này làm cho giá trị tƣơng quan không có ý nghĩa và không đƣợc bằng máy đo độ đục để suy luận giá trị TSS trên dụng cụ đo.2 Tác động độ đục với nƣớc Nguyên nhân: Độ đục trong nƣớc có thể đƣợc gây ra bởi sự phát triển của thực vật phù du. Các hoạt động của con ngƣời làm xáo trộn đất đai nhƣ: xây dựng, khai thác mỏ và nông nghiệp, có thể dẫn đến mức độ trầm tích cao xâm nhập vào các vùng nƣớc theo dòng chảy nƣớc mƣa. Các khu vực dễ bị tốc độ xói mòn bờ, khu vực đô thị hóa cũng đóng góp một lƣợng lớn độ đục cho vùng nƣớc gần đó, thông qua ô nhiễm nƣớc mƣa từ các bề mặt lát đá nhƣ đƣờng, cầu và bãi đỗ xe [2]. Một số ngành công nghiệp nhƣ khai thác đá, khai thác mỏ than có thể tạo ra độ đục 6 rất cao từ các hạt đá keo.

Trong nƣớc uống, mức độ đục càng cao, nguy cơ con ngƣời mắc các bệnh về đƣờng tiêu hóa càng cao [3]. Điều này đặc biệt có vấn đề đối với ngƣời bị suy giảm miễn dịch, vì các chất gây ô nhiễm nhƣ virus hoặc vi khuẩn có thể bị dính vào chất rắn lơ lửng. Các chất rắn lơ lửng cản trở khử trùng nƣớc bằng clo vì các hạt đóng vai trò là lá chắn cho virus và vi khuẩn.