Tổng quan nghiên cứu
Thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh giữ vị thế là một trong những trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa hàng đầu của vùng Đông Bắc và là mắt xích trọng yếu trong tam giác kinh tế trọng điểm Bắc Bộ. Địa bàn nghiên cứu có tổng diện tích tự nhiên đạt 27.195,03 ha (khoảng 272 km2) cùng đường bờ biển kéo dài hơn 50 km, sở hữu di sản thiên nhiên thế giới Vịnh Hạ Long và cảng nước sâu Cái Lân đóng vai trò huyết mạch giao thương quốc tế. Tuy nhiên, sự phát triển nhanh chóng của các hoạt động kinh tế đa ngành đang tạo ra sức ép to lớn lên môi trường địa phương. Thực tế khai thác than với sản lượng từ 8 đến 10 triệu tấn mỗi năm cùng tốc độ đô thị hóa nhanh chóng đã làm gia tăng xung đột giữa mục tiêu bảo tồn tài nguyên sinh thái và tăng trưởng kinh tế.
Đề tài nghiên cứu được thực hiện nhằm xác lập cơ sở khoa học địa lý tự nhiên tổng hợp, làm căn cứ vững chắc cho việc phân vùng chức năng môi trường và đề xuất định hướng, giải pháp bảo vệ môi trường theo từng không gian địa lý cụ thể của thành phố Hạ Long giai đoạn đến năm 2020, tầm nhìn 2030. Không gian nghiên cứu bao trùm toàn bộ phạm vi 272 km2 đất liền và vùng ven biển thuộc tọa độ từ 20°52'24'' đến 21°05' vĩ độ Bắc và từ 106°50' đến 107°30' kinh độ Đông. Ý nghĩa của công trình thể hiện ở việc lượng hóa các chỉ tiêu môi trường, xác lập ngưỡng cân bằng sinh thái nhằm hỗ trợ các cấp quản lý nâng cao hiệu quả giám sát chất lượng không khí, đất và nước mặt, hướng đến việc kiểm soát 100% các điểm nóng ô nhiễm công nghiệp và bảo tồn tính bền vững của cảnh quan di sản.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu ứng dụng nền tảng lý thuyết cảnh quan học và địa lý tự nhiên tổng hợp do các nhà khoa học Dokuchaev và Isachenko khởi xướng, kết hợp cùng lý thuyết quy hoạch môi trường tích hợp của James K. Lain. Các lý thuyết này khẳng định lớp vỏ địa lý là một thể tổng hợp thống nhất, trong đó các yếu tố tự nhiên như địa chất, địa mạo, khí hậu, thủy văn, thổ nhưỡng và sinh vật có mối quan hệ tương hỗ chặt chẽ với các hoạt động nhân sinh.
Mô hình nghiên cứu tập trung vào 5 khái niệm cốt lõi: Môi trường, Bảo vệ môi trường, Tài nguyên thiên nhiên, Sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên và Phát triển bền vững theo tinh thần Luật Bảo vệ môi trường năm 2014. Hệ thống phân vùng địa lý được xây dựng dựa trên 5 nguyên tắc căn bản: nguyên tắc khách quan, nguyên tắc phát sinh, nguyên tắc tổng hợp, nguyên tắc đồng nhất tương đối và nguyên tắc cùng chung lãnh thổ. Khung phân tích địa chất tích hợp 4 hệ tầng chủ đạo tại khu vực: Hệ tầng Tiêu Giao (N2 tg), Hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs), Hệ tầng Bãi Cháy (P3 bc) và Hệ tầng Hòn Gai (T3n-r hg), tạo cơ sở xác định nền tảng phát sinh của các dạng địa hình và cấu trúc môi trường thứ cấp.
Phương pháp nghiên cứu
Nguồn dữ liệu của luận văn được tổng hợp từ Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh, Ủy ban nhân dân Thành phố Hạ Long, Ban Quản lý Vịnh Hạ Long cùng cơ sở dữ liệu quan trắc định kỳ giai đoạn 2010 - 2014. Về cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu, tác giả đã thiết lập hệ thống quan trắc thực địa tại hơn 30 điểm nút trọng yếu đại diện cho 4 vùng chức năng đặc thù: khu vực mỏ than, khu công nghiệp tập trung, vùng đô thị ven biển và hệ thống các lạch triều cửa sông.
Phương pháp khảo sát thực địa được triển khai liên tục qua 15 tuyến khảo sát từ tháng 11/2014 đến ngày 30/11/2015 nhằm đo đạc trực tiếp các lát cắt địa mạo, mô tả phẫu diện đất và hiện trạng thảm thực vật. Phương pháp phân tích tổng hợp kết hợp công nghệ thông tin địa lý GIS (sử dụng phần mềm MapInfo 10.5) được lựa chọn làm công cụ chủ đạo. Lý do lựa chọn hệ thống phương pháp này là khả năng số hóa, chồng xếp nhiều lớp bản đồ chuyên đề như địa mạo, thổ nhưỡng, hiện trạng sử dụng đất để xuất bản bản đồ phân vùng địa lý tự nhiên và bản đồ định hướng bảo vệ môi trường với độ chính xác cao về mặt không gian.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Thứ nhất, về tài nguyên địa chất và khoáng sản, nghiên cứu ghi nhận trữ lượng than địa chất tại khu vực đạt khoảng 592 triệu tấn, trong đó trữ lượng than huy động vào khai thác là 270 triệu tấn, chiếm gần 50% sản lượng toàn ngành than cả nước. Bên cạnh đó, nguồn tài nguyên khoáng sản làm vật liệu xây dựng có quy mô rất lớn với trữ lượng đá vôi đạt 1,3 tỷ tấn tại Hà Phong, Đại Yên và trữ lượng đất sét đạt 41,5 triệu m3 tại Giếng Đáy, Hà Khẩu.
Thứ hai, cấu trúc sinh thái và tài nguyên sinh vật thể hiện tính đa dạng cao với 6.151,2 ha đất có rừng, bao gồm 4.355,4 ha rừng phòng hộ, 1.568,9 ha rừng sản xuất và 226,9 ha rừng đặc dụng. Khu hệ thực vật bậc cao có mạch ghi nhận 507 loài thuộc 110 họ, trong đó có 21 loài quý hiếm nằm trong Sách Đỏ Việt Nam. Khu hệ sinh thái bãi triều rạn đá rộng 30 ha lưu giữ 423 loài sinh vật đáy, cùng vùng nước ngập mặn thường xuyên ven bờ rộng 139 km2 là nơi cư trú của 302 loài thực vật phù du và 196 loài cá biển có giá trị kinh tế.
Thứ ba, áp lực môi trường và biến đổi địa mạo đang diễn ra rất nghiêm trọng. Các kết quả quan trắc cho thấy hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) và kim loại nặng (Pb, As, Cd) trong nguồn nước mặt tại các khu vực tiếp nhận nước thải mỏ than và nước thải sinh hoạt có xu hướng vượt giới hạn quy chuẩn kỹ thuật. Địa mạo đáy vịnh Cửa Lục trong giai đoạn 1965 - 2004 đã bị biến dạng mạnh mẽ do quá trình bồi lắng trầm tích nhân sinh và các hoạt động san lấp lấn biển, làm diện tích bãi triều đáy mềm giảm sút chỉ còn khoảng 2.000 ha.
Thảo luận kết quả
Nguyên nhân chính dẫn đến sự suy thoái chất lượng môi trường cục bộ là do sự đan xen phức tạp giữa không gian khai thác khoáng sản lộ thiên quy mô 8-10 triệu tấn/năm với các khu dân cư đô thị. Lượng mưa trung bình năm rất cao, đạt 1.832 mm, trong đó mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm tới 80 - 85% tổng lượng mưa cả năm, kết hợp với địa hình đồi núi dốc từ 15 đến 20 độ đã thúc đẩy quá trình xói mòn, rửa trôi đất đá thải từ các bãi thải mỏ đổ thẳng ra các lưu vực sông Diễn Vọng, sông Trới rồi tích tụ tại vịnh Cửa Lục.
So với các công trình nghiên cứu trước đây về vùng Hạ Long - Cẩm Phả giai đoạn 2006 - 2008 của các nhà khoa học cùng thời kỳ, luận văn đã cập nhật chuỗi số liệu quan trắc giai đoạn 2010 - 2014, lượng hóa rõ nét sự suy giảm diện tích rừng ngập mặn tự nhiên từ hàng nghìn hecta xuống còn 739,2 ha rừng tự nhiên phân tán. Các dữ liệu này được thể hiện rõ ràng qua các biểu đồ phân tích hàm lượng bụi giao thông, biểu đồ chất lượng nước biển ven bờ và bảng đối chiếu biến động địa mạo đáy vịnh, cung cấp cơ sở trực quan giúp xác định các ngưỡng chịu tải sinh thái cho từng tiểu vùng.
Đề xuất và khuyến nghị
Thứ nhất, triển khai phân vùng chức năng môi trường và thiết lập hành lang bảo vệ nghiêm ngặt trên toàn bộ 272 km2 diện tích thành phố. Ủy ban nhân dân Thành phố Hạ Long chủ trì phối hợp với Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh hoàn thành việc khoanh định 100% các khu vực nhạy cảm sinh thái, thiết lập vùng đệm sinh thái cách ly giữa khu vực khai thác khoáng sản phía Bắc quốc lộ 18A và dải đô thị du lịch ven biển phía Nam trong giai đoạn 2016 - 2020.
Thứ hai, nâng cấp công nghệ và kiểm soát triệt để các nguồn thải công nghiệp từ hoạt động khai khoáng. Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam cần đầu tư hệ thống xử lý nước thải mỏ đạt quy chuẩn QCVN trước khi xả thải, đảm bảo thu gom và xử lý 100% nước thải tại các mỏ Hà Lầm, Hà Tu, Hà Khánh với công suất đáp ứng lượng khai thác 8-10 triệu tấn than mỗi năm; đồng thời xây dựng các tuyến băng tải kín vận chuyển than thay thế vận chuyển đường bộ nhằm giảm 35% hàm lượng bụi PM10 trong không khí đô thị đến năm 2025.
Thứ ba, phục hồi hệ sinh thái rừng phòng hộ và tái tạo dải rừng ngập mặn ven biển. Chi cục Kiểm lâm Quảng Ninh cùng chính quyền các phường Đại Yên, Hùng Thắng, Tuần Châu tổ chức trồng mới và phục hồi tối thiểu 500 ha rừng ngập mặn tại các bãi triều ven vịnh Cửa Lục, nâng tỷ lệ che phủ rừng toàn thành phố lên trên 55% diện tích tự nhiên giai đoạn 2016 - 2030, giúp củng cố chức năng điều hòa nguồn nước mặt khoảng 107.000 m3 tại hồ Yên Lập.
Thứ tư, thực thi nghiêm ngặt công tác hoàn nguyên môi trường các moong khai thác và bãi chôn lấp chất thải. Ban Quản lý các Khu công nghiệp và doanh nghiệp khai thác khoáng sản phải thực hiện cải tạo phục hồi môi trường đối với 100% các moong khai thác than, mỏ đá vôi đã dừng hoạt động, kết hợp xây dựng mạng lưới trạm quan trắc tự động liên tục giám sát chất lượng nước ngầm tầng chứa Trias T3(n-r) với công suất khai thác an toàn dưới mức 3.400 m3/ngày đêm.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Nhóm cơ quan quản lý nhà nước bao gồm Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh cùng Ủy ban nhân dân Thành phố Hạ Long. Luận văn cung cấp luận cứ khoa học chính xác để xây dựng quy hoạch bảo vệ môi trường giai đoạn 2020 - 2030, hỗ trợ thẩm định báo cáo đánh giá tác động môi trường cho các dự án lấn biển đô thị trên diện tích 272 km2.
Nhóm các viện nghiên cứu, chuyên gia quy hoạch không gian và địa lý ứng dụng. Công trình là tài liệu tham khảo giá trị về quy trình phân vùng địa lý tự nhiên tổng hợp kết hợp công nghệ GIS MapInfo 10.5, phục vụ việc giảng dạy, nghiên cứu cấu trúc địa hệ thống ven biển nhiệt đới gió mùa.
Nhóm các doanh nghiệp khai thác khoáng sản và phát triển hạ tầng du lịch biển. Doanh nghiệp ngành than và xây dựng có thể ứng dụng các thông số về trữ lượng 270 triệu tấn than, 1,3 tỷ tấn đá vôi và các giải pháp kỹ thuật hoàn nguyên moong khai thác nhằm đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn môi trường quốc gia.
Nhóm giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường, Địa lý học, Sinh thái học. Tài liệu cung cấp phương pháp luận thực chứng, các mẫu phiếu điều tra thực địa và chuỗi số liệu quan trắc toàn diện từ năm 2010 đến 2015.
Câu hỏi thường gặp
Đặc điểm khí hậu và thủy văn của thành phố Hạ Long có tác động như thế nào đến sự phân hóa môi trường?
Nhiệt độ trung bình năm 23,7°C, độ ẩm 84% và lượng mưa 1.832 mm tập trung 80 - 85% vào mùa hè tạo nên dòng chảy mặt dốc và mạnh. Kết hợp với chế độ nhật triều thuần nhất có biên độ 3,6 m, các chất ô nhiễm từ vùng núi nhanh chóng bị cuốn trôi ra các cửa sông Diễn Vọng, sông Trới và tích tụ tại các bãi triều vịnh Cửa Lục.
Áp lực từ hoạt động khai khoáng đối với chất lượng không khí và đất tại địa phương biểu hiện ra sao?
Với trữ lượng than huy động 270 triệu tấn và sản lượng 8-10 triệu tấn/năm, hoạt động khai trường và sàng tuyển phát tán lượng lớn bụi than ra không khí xung quanh. Đất nhân tác bãi thải mỏ tại các phường Hà Khánh, Hà Tu tích lũy hàm lượng kim loại nặng như Zn, Pb, As làm biến tính thổ nhưỡng và gia tăng nguy cơ sạt lở vào mùa mưa dông.
Hệ thống tài nguyên sinh vật và rừng của thành phố Hạ Long hiện có những giá trị đặc thù nào?
Thành phố có 6.151,2 ha đất lâm nghiệp với 507 loài thực vật bậc cao có mạch, trong đó có 21 loài quý hiếm ghi danh trong Sách Đỏ. Vùng nước ngập mặn thường xuyên ven bờ rộng 139 km2 cùng hệ sinh thái rạn đá 30 ha lưu giữ 423 loài sinh vật đáy, tạo thành nguồn lợi thủy sản phong phú cho khu vực duyên hải Bắc Bộ.
Phương pháp phân vùng địa lý tự nhiên trong luận văn được tiến hành dựa trên cơ sở nào?
Phương pháp luận dựa trên 5 nguyên tắc khoa học địa lý, phân tích sự liên kết giữa 4 hệ tầng địa chất chính với 3 kiểu địa hình đồi núi, ven biển và hải đảo. Bằng công nghệ GIS MapInfo 10.5, nghiên cứu đã tích hợp dữ liệu tự nhiên với hiện trạng sử dụng đất để xác định ranh giới các tiểu vùng môi trường khép kín.
Tiềm năng và hiện trạng khai thác tài nguyên nước ngầm của thành phố Hạ Long được đánh giá thế nào?
Nguồn nước ngầm tại Hạ Long tương đối hạn chế, tập trung ở tầng chứa nước Trias T3(n-r) với trữ lượng cấp A là 3.400 m3/ngày đêm và cấp B là 3.430 m3/ngày đêm. Do nguy cơ xâm nhập mặn và ô nhiễm ngầm từ nước rỉ mỏ, việc khai thác nước ngầm cần được giám sát nghiêm ngặt để đảm bảo an ninh nguồn nước sinh hoạt.
Kết luận
- Luận văn đã hệ thống hóa hoàn chỉnh cơ sở lý luận về tiếp cận địa lý tự nhiên tổng hợp phục vụ công tác bảo vệ môi trường đô thị biển.
- Đánh giá toàn diện các yếu tố địa chất, địa mạo, thổ nhưỡng và đa dạng sinh học trên diện tích 272 km2 tự nhiên của thành phố Hạ Long.
- Làm rõ các mâu thuẫn sinh thái gay gắt bắt nguồn từ hoạt động khai thác 8-10 triệu tấn than/năm và quá trình mở rộng không gian đô thị.
- Ứng dụng thành công phần mềm MapInfo 10.5 xây dựng bản đồ phân vùng địa lý tự nhiên và bản đồ định hướng không gian bảo vệ môi trường.
- Đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược khả thi cho giai đoạn 2016 - 2020, tầm nhìn 2030 nhằm bảo tồn di sản và phát triển kinh tế bền vững.
Các cơ quan quản lý và doanh nghiệp cần sớm áp dụng khung phân vùng chức năng môi trường của luận văn vào quy hoạch thực tế để tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và bảo vệ môi trường địa phương.