MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết Chất lƣợng nƣớc mặt là một trong những mối qu n t m hàng đầu đối với các nhà hoạch định chính sách và quản lý môi trƣờng ở cả khu vực đô thị hóa và nông nghiệp. Cả hai yếu tố: tự nhiên (lƣu lƣợng, lƣợng mƣ , xói mòn đất và đặc điểm sinh lý củ lƣu vực,…) và các yếu tố nhân tạo (đô thị hóa, các hoạt động công nghiệp và nông nghiệp,…) có thể ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc mặt Do đó, việc điều tr và đánh giá chất lƣợng nguồn nƣớc và nghiên cứu các biến đổi theo thời gian bên cạnh các biến đổi không gian của chất lƣợng nƣớc là cần thiết để bảo vệ chất lƣợng nguồn nƣớc. Hiện tƣợng ô nhiễm chất lƣợng nƣớc đ ng là vấn đề đƣợc mọi ngƣời quan tâm và cần có biện pháp khắc phục để bảo vệ sự sống của chúng ta.
Giữ các tác động trong và ngoài khu vực nguồn nƣớc dẫn đến nguồn nƣớc có nguy cơ bị ô nhiễm. Sự ô nhiễm nguồn nƣớc gây ra hậu quả vô cùng nguy hại đối với con ngƣời và môi trƣờng. Công trình thủy lợi Dầu Tiếng đóng v i trò chủ lực trong hệ thống phân phối nguồn nƣớc, không chỉ cho riêng tỉnh mà còn tác động đến cả khu vực kinh tế trọng điểm phía nam. Hồ Dầu Tiếng có diện tích lƣu vực 2.700 km2, nằm trên địa phận 03 tỉnh T y Ninh, Bình Dƣơng, Bình Phƣớc.
Dung tích chứa là 1,58 tỷ m3 nƣớc, ứng với mực nƣớc d ng bình thƣờng +24,40m. Nằm ở thƣợng lƣu sông Sài Gòn, hồ Dầu Tiếng đóng v i trò hết sức quan trọng trong việc dự trữ cung cấp nƣớc ngọt, điều hoà môi trƣờng thủy lực, điều tiết lũ ở hạ lƣu, kiểm soát mặn ở hạ lƣu, nuôi trồng thuỷ sản, du lịch và bảo tồn sinh thái, liên qu n đến đời sống hàng triệu dân các tỉnh T y Ninh, Bình Dƣơng, Bình Phƣớc và Thành phố Hồ Chí Minh (Công ty Dầu Tiếng - Phƣớc Hòa, 2018) Nhƣng l u n y, công tác đảm bảo an toàn hồ đập còn tồn tại nhiều bất cập nhƣ hoạt động khai thác cát, nuôi trồng thủy sản, ô nhiễm cảnh qu n, môi trƣờng. 1 Các ứng dụng của cảm biến từ xa vệ tinh đã m ng lại cái nhìn sâu sắc mạnh mẽ cho việc nghiên cứu các hệ sinh thái biển và nƣớc ngọt, cung cấp thông tin cho việc quản lý tài nguyên nƣớc. Từ những năm 1970, các nhà kho học đã sử dụng vệ tinh để phát hiện các phổ quang học của các thành phần có trong nƣớc mặt (Ekstrand,S.
Các mô hình vệ tinh đã trở thành một công cụ thay thế hấp dẫn đối với các phƣơng pháp giám sát thực địa. So với các phƣơng pháp giám sát thực địa, viễn thám cung cấp vùng phủ sóng thƣờng xuyên, khái quát trên các khu vực rộng lớn ở độ phân giải không thể đạt đƣợc bằng lấy mẫu thực địa (Park, Y-J. Với chi phí tƣơng đối thấp, các mô hình viễn thám có thể đƣợc phát triển để ƣớc tính sự phân bố chất lƣợng nƣớc trên toàn bộ các vùng nƣớc, cho phép các nỗ lực giám sát tập trung và ƣớc lƣợng nồng độ các chất gây ô nhiễm ở những khu vực không thể tiếp cận đƣợc. Xuất phát từ những lý do nêu trên, đề tài t t u v t đƣợc thực hiện để có góc nhìn tổng quát về hiện trạng chất lƣợng nƣớc giúp dễ dàng phát hiện các khu vực gây ô nhiễm.
Từ đó, sẽ có cơ sở để thực hiện công tác quản lý và bảo vệ chất lƣợng nƣớc hồ Dầu Tiếng. Kết quả nghiên cứu sẽ là nguồn tài liệu, cũng nhƣ có thêm giải pháp để hỗ trợ công tác quản lý và bảo vệ chất lƣợng nƣớc hồ Dầu Tiếng. Mụ t u ng n ứu Đánh giá chất lƣợng nƣớc hồ Dầu tiếng bằng kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám để hỗ trợ công tác quản lý và quan trắc chất lƣợng nƣớc hồ hiệu quả. Nộ ung ng n ứu (1) Tổng qu n tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về ứng dụng viễn thám trong giám sát chất lƣợng nƣớc (2) Đánh giá hiện trạng chất lƣợng nƣớc hồ Dầu Tiếng từ các điểm quan trắc mặt đất theo chỉ số chất lƣợng nƣớc WQI.
(3) Xây dựng phƣơng trình hồi quy, xác định mối tƣơng qu n giữa giá trị quan trắc mặt đất và giá trị bức xạ phổ trên ảnh viễn thám 2 (4) Thành lập bản đồ chất lƣợng nƣớc hồ Dầu Tiếng (5) Đề xuất các giải pháp phục vụ công tác quản lý và bảo vệ chất lƣợng nguồn nƣớc 4. Đố tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đố t ng nghiên cứu: chất lƣợng nƣớc mặt thông qua 8 thông số: pH, DO, COD, BOD, TSS, N-NH4, P-PO4, Coliform từ dữ liệu bức xạ quang hợp của ảnh vệ tinh. Phạm vi nghiên cứu: hồ Dầu Tiếng, diện tích lƣu vực 2.700 km2, nằm trên địa phận 03 tỉnh T y Ninh, Bình Dƣơng, Bình Phƣớc. Dữ liệu nghiên cứu : ảnh vệ tinh Sentinel-2A Thời gian nghiên cứu: năm 2019 5.
ng a oa ọ v ng a t ự t ễn ủa ề t 5. Ý ng a oa ọ Cơ sở lý thuyết của luận văn là tính toán các chỉ số chất lƣợng dựa trên phƣơng pháp viễn thám sử dụng ảnh vệ tinh Sentinel-2A. Kết quả của luận văn sẽ x y dựng bản đồ chất lƣợng nƣớc hồ Dầu Tiếng bằng phƣơng pháp viễn thám và đánh giá độ chính xác giữ số liệu thực đo và số liệu ảnh. ng a t ự t ễn Kết quả luận văn góp phần định tính và định lƣợng một số thông số chất lƣợng nƣớc theo không gian trên diện rộng, điều mà các phƣơng pháp qu n trắc hiện nay chƣ giải quyết đƣợc.
Kết quả luận văn đã đánh giá chất lƣợng nƣớc mặt của hồ Dầu Tiếng bằng công nghệ viễn thám và từ đó có giải pháp thích hợp trong việc quản lý và quan trắc môi trƣờng. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Nƣớc đóng vị trí thiết yếu vô cùng quan trọng không chỉ đối với con ngƣời mà đối với cả loài vật trên Trái Đất Nƣớc là cần thiết cho sự sống nhƣng khi bị biến đổi, ô nhiễm có thể gây ra những hiểm họ khôn lƣờng cho con ngƣời Nƣớc sạch không thể thiếu trong đời sống củ con ngƣời, hàng ngày chúng ta sinh hoạt đều phải sử dụng nguồn nƣớc sạch từ ăn uống, tắm rửa, giặt giũ, vệ sinh,… Ngoài r , việc sử dụng nƣớc sạch trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp để tạo ra các thực phẩm sạch cũng là yếu tố quan trọng quyết định sức khỏe củ con ngƣời. Chất lƣợng nƣớc là một chỉ tiêu quan trọng đụng chạm tới tất cả khía cạnh của hệ sinh thái và đời sống con ngƣời, nhƣ sức khỏe cộng đồng, sản xuất lƣơng thực, hoạt động kinh tế và đ dạng sinh học.
Xét trên khía cạnh quản lý, chất lƣợng nƣớc đƣợc xác định bởi nhu cầu sử dụng cuối cùng của nó. Với các mục đích sử dụng nƣớc nhƣ ăn uống, môi trƣờng sống cho động thực vật thủy sinh, mức trong sạch của nguồn nƣớc thƣờng đòi hỏi ở cấp độ c o hơn so với các một số các mục đích khác nhƣ đáp ứng nhu cầu cho hoạt động thủy điện, tƣới tiêu Do đó, theo nghĩ rộng chất lƣợng nƣớc là bao gồm các nhân tố vật lý, hóa học và sinh học cần thiết để đảm bảo cho nhu cầu sử dụng (UN/ECE 1995). Để đánh giá chất lƣợng nƣớc cũng nhƣ mức độ gây ô nhiễm nƣớc, có thể dựa vào một số chỉ tiêu cơ bản và quy định giới hạn của từng chỉ tiêu đó tu n theo Luật Bảo vệ môi trƣờng của một quốc gia hoặc tiêu chuẩn quốc tế quy định cho từng loại nƣớc sử dụng cho các mục đích khác nh u Luận văn đánh giá chất lƣợng nƣớc dựa vào chỉ số chất lƣợng nƣớc WQI, chỉ số đƣợc tính toán từ các thông số quan trắc chất lƣợng nƣớc, dùng để mô tả định lƣợng về chất lƣợng nƣớc và khả năng sử 4 dụng của nguồn nƣớc đó, 08 thông số để đánh giá chất lƣợng nƣớc: pH, DO, TSS, COD, BOD, N-NH4, P-PO4, Coliform, cụ thể nhƣ s u : (1) Giá trị pH: pH là đơn vị toán học biểu thị nồng độ ion H+ có trong nƣớc và có thang giá trị từ 0 đến 14. pH là một trong những thông số quan trọng và đƣợc sử dụng thƣờng xuyên nhất dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nguồn nƣớc.
Khi chỉ số pH < 7 thì nƣớc có môi trƣờng xít; pH > 7 thì nƣớc có môi trƣờng kiềm, điều này thể hiện ảnh hƣởng của hoá chất khi xâm nhập vào môi trƣờng nƣớc. Giá trị pH thấp h y c o đều có ảnh hƣởng nguy hại đến thuỷ sinh. (2) Thông số TSS (chất rắn lơ lửng): Chất rắn lơ lửng nói riêng và tổng chất rắn nói chung có ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc trên nhiều phƣơng diện. Hàm lƣợng chất rắn hoà t n trong nƣớc thấp làm hạn chế sự sinh trƣởng hoặc ngăn cản sự sống của thuỷ sinh Hàm lƣợng chất rắn hoà t n trong nƣớc c o thƣờng có vị.
Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng trong nƣớc cao gây nên cảm quan không tốt cho nhiều mục đích sử dụng; ví dụ nhƣ làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nƣớc, do vậy ảnh hƣởng đến quá trình quang hợp dƣới nƣớc, gây cạn kiệt tầng ô xy trong nƣớc nên ảnh hƣởng đến đời sống thuỷ sinh nhƣ cá, tôm Chất rắn lơ lửng có thể làm tắc nghẽn mang cá, cản trở sự hô hấp dẫn tới làm giảm khả năng sinh trƣởng củ cá, ngăn cản sự phát triển của trứng và ấu trùng. (3) Thông số DO (dyssolved oxygen – ô xy hoà t n trong nƣớc): Ô xy có mặt trong nƣớc một mặt đƣợc hoà tan từ ôxy trong không khí, một mặt đƣợc sinh ra từ các phản ứng tổng hợp quang hoá của tảo và các thực vật sống trong nƣớc. Các yếu tố ảnh hƣởng đến sự hoà t n ôxy vào nƣớc là nhiệt độ, áp suất khí quyển, dòng chảy, đị điểm, địa hình. Giá trị DO trong nƣớc phụ thuộc vào tính chất vật lý, hoá học và các hoạt động sinh học xảy r trong đó Ph n tích DO cho t đánh giá mức độ ô nhiễm nƣớc.
Các sông hồ có hàm lƣợng DO c o đƣợc coi là khoẻ mạnh và có nhiều loài sinh vật sống trong đó Khi DO trong nƣớc thấp sẽ làm giảm khả năng sinh trƣởng 5 củ động vật thuỷ sinh, thậm chí làm biến mất hoặc có thể gây chết một số loài nếu DO giảm đột ngột.
