Luận văn thạc sĩ ứng dụng công nghệ viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước hạ lưu sông đáy giai đoạn 2017 2018

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước hạ lưu sông đáy giai, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất

• Tác giả: Đặng Nguyệt Anh
• Người hướng dẫn: PGS. Trịnh Lê Hùng
• Trường học: Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Ứng Dụng Công Nghệ Viễn Thám Trong Đánh Giá Chất Lượng Nước Sông Đáy
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
• 1.2. Tổng quan về công nghệ viễn thám
• 1.3. Khả năng ứng dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu chất lượng nước
• 1.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.5. Đặc điểm tư liệu ảnh vệ tinh Sentinel – 2
• 1.6. Tổng kết chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu
• 2.4. Phương pháp điều tra và khảo sát thực địa
• 2.5. Phương pháp lấy mẫu và phân tích chất lượng nước
• 2.6. Phương pháp xác định hàm lượng thông số chất lượng nước từ dữ liệu viễn thám
• 2.7. Phương pháp xử lý ảnh vệ tinh Sentinel-2 phục vụ xác định hàm lượng TSS
• 2.7.1. Tiền xử lý ảnh
• 2.7.2. Xác định phổ phản xạ bề mặt
• 2.7.3. Xác định hàm hồi quy thể hiện mối quan hệ giữa phổ phản xạ mặt nước và hàm lượng TSS
• 2.8. Tổng kết chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đặc điểm tư liệu sử dụng trong nghiên cứu
• 3.2. Tư liệu viễn thám
• 3.3. Số liệu quan trắc
• 3.4. Xây dựng hàm quan hệ giữa chất lượng nước và phổ phản xạ ảnh vệ tinh Sentinel-2
• 3.5. Thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước khu vực hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018 từ dữ liệu ảnh vệ tinh Sentinel-2A
• 3.6. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước khu vực hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017 – 2018
• 3.7. Đánh giá chất lượng nước khu vực hạ lưu sông Đáy theo kết quả quan trắc thực tế
• 3.8. Theo bản đồ hiện trạng chiết xuất từ ảnh viễn thám
• 3.9. So sánh kết quả giữa hai phương pháp
• 3.10. Tổng kết chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1: CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH TỔ HỢP MÀU ẢNH VỆ TINH
• PHỤ LỤC 2: CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THÀNH LẬP BẢN ĐỒ
• PHỤ LỤC 3: HÌNH ẢNH THU THẬP

Tóm tắt

I. Giới thiệu về công nghệ viễn thám

Công nghệ viễn thám đã trở thành một công cụ quan trọng trong việc đánh giá chất lượng nước. Với khả năng thu thập dữ liệu từ xa, công nghệ này cho phép theo dõi và phân tích tình trạng môi trường nước một cách hiệu quả. Việc sử dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu nước sông Đáy giai đoạn 2017-2018 đã giúp cung cấp cái nhìn tổng quan về chất lượng nước trong khu vực. Theo nghiên cứu, các thông số như độ đục, hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) có thể được xác định thông qua phân tích phổ phản xạ từ ảnh vệ tinh Sentinel-2. Điều này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu chi phí so với các phương pháp truyền thống.

1.1. Lợi ích của công nghệ viễn thám

Công nghệ viễn thám mang lại nhiều lợi ích trong việc giám sát chất lượng nước. Đặc biệt, nó cho phép thu thập dữ liệu trên diện rộng mà không cần phải lấy mẫu tại từng điểm. Điều này rất quan trọng trong bối cảnh môi trường nước đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. Việc sử dụng công nghệ này giúp các nhà quản lý có được thông tin kịp thời để đưa ra các biện pháp xử lý hiệu quả. Theo một nghiên cứu, việc áp dụng công nghệ viễn thám đã giúp phát hiện sớm các vấn đề ô nhiễm, từ đó có thể đưa ra các giải pháp kịp thời nhằm bảo vệ tài nguyên nước.

II. Đánh giá chất lượng nước sông Đáy

Đánh giá chất lượng nước sông Đáy trong giai đoạn 2017-2018 cho thấy nhiều vấn đề nghiêm trọng. Các thông số như COD, BOD, và TSS đều vượt mức cho phép, cho thấy tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng. Việc phân tích dữ liệu từ ảnh vệ tinh cho thấy sự biến đổi chất lượng nước theo mùa, với mức độ ô nhiễm cao hơn vào mùa mưa. Điều này có thể liên quan đến việc xả thải từ các khu công nghiệp và hoạt động nông nghiệp trong khu vực. Kết quả này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc quản lý tài nguyên nước một cách bền vững.

2.1. Phân tích dữ liệu viễn thám

Dữ liệu từ ảnh vệ tinh Sentinel-2 đã được sử dụng để xây dựng bản đồ hiện trạng chất lượng nước. Phân tích cho thấy sự phân bố không đồng đều của các thông số chất lượng nước. Khu vực gần các điểm xả thải có mức độ ô nhiễm cao hơn rõ rệt. Việc sử dụng phương pháp viễn thám đã giúp xác định chính xác các khu vực ô nhiễm, từ đó hỗ trợ cho việc lập kế hoạch quản lý và bảo vệ môi trường nước. Kết quả này cũng cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp kiểm soát ô nhiễm hiệu quả hơn trong tương lai.

III. Kết luận và khuyến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc ứng dụng công nghệ viễn thám trong đánh giá chất lượng nước sông Đáy là rất cần thiết. Kết quả nghiên cứu không chỉ cung cấp thông tin quan trọng về tình trạng ô nhiễm mà còn mở ra hướng đi mới cho việc quản lý tài nguyên nước. Để cải thiện chất lượng nước, cần có sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng trong việc thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường. Khuyến nghị cần thiết là tăng cường các chương trình giám sát và quản lý chất lượng nước, đồng thời nâng cao nhận thức của cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường nước.

3.1. Đề xuất giải pháp

Để cải thiện chất lượng nước sông Đáy, cần thực hiện các giải pháp như: tăng cường kiểm soát ô nhiễm từ các nguồn thải, xây dựng các hệ thống xử lý nước thải hiệu quả, và phát triển các chương trình giáo dục cộng đồng về bảo vệ môi trường. Việc áp dụng công nghệ viễn thám trong giám sát chất lượng nước cần được mở rộng hơn nữa, nhằm cung cấp thông tin kịp thời cho các nhà quản lý. Điều này sẽ góp phần quan trọng trong việc bảo vệ và phát triển bền vững tài nguyên nước tại khu vực sông Đáy.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Đáy, với chiều dài khoảng 237 km, là một trong những lưu vực sông lớn và quan trọng tại miền Bắc Việt Nam, chảy qua các tỉnh Hà Nội, Hà Nam, Nam Định và Ninh Bình. Đây là khu vực có điều kiện tự nhiên đa dạng và đóng vai trò chiến lược trong phát triển kinh tế - xã hội vùng đồng bằng sông Hồng. Tuy nhiên, trong giai đoạn 2017-2018, chất lượng nước hạ lưu sông Đáy đang chịu nhiều áp lực từ các hoạt động kinh tế - xã hội như công nghiệp, nông nghiệp, làng nghề và sinh hoạt dân cư, dẫn đến ô nhiễm nước mặt nghiêm trọng. Theo báo cáo quan trắc, hàm lượng COD vượt giới hạn cho phép từ 2-3 lần, BOD5 vượt từ 4-6 lần, trong khi nồng độ oxy hòa tan (DO) chỉ đạt khoảng 2,89 mg/l, cho thấy mức độ ô nhiễm hữu cơ cao.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là ứng dụng công nghệ viễn thám để thành lập bản đồ hiện trạng chất lượng nước hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017-2018, từ đó đánh giá chính xác và kịp thời tình hình ô nhiễm, làm cơ sở cho công tác quản lý và bảo vệ nguồn nước. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào khu vực hạ lưu sông Đáy, sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh Sentinel-2 kết hợp với số liệu quan trắc thực địa tại 37 điểm lấy mẫu. Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp công cụ giám sát chất lượng nước hiệu quả, tiết kiệm chi phí và thời gian so với phương pháp truyền thống, đồng thời hỗ trợ các nhà quản lý trong việc ra quyết định bảo vệ môi trường nước.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết phản xạ phổ trong viễn thám và mô hình hồi quy tuyến tính để xây dựng mối quan hệ giữa phổ phản xạ ảnh vệ tinh và các thông số chất lượng nước. Lý thuyết phản xạ phổ giải thích cách ánh sáng phản xạ từ bề mặt nước thay đổi theo hàm lượng các chất ô nhiễm như tổng chất rắn lơ lửng (TSS), COD, BOD5. Mô hình hồi quy tuyến tính được sử dụng để xác định hàm hồi quy giữa phổ phản xạ tại các kênh ảnh Sentinel-2 (kênh 2, 3, 4, 8) và hàm lượng các thông số chất lượng nước, từ đó ước lượng giá trị các thông số này trên toàn bộ khu vực nghiên cứu.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm:

• Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
• Chỉ số chất lượng nước mặt (WQI)
• Phổ phản xạ (Spectral reflectance)
• Ảnh vệ tinh Sentinel-2
• Hồi quy tuyến tính đa biến

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm ảnh vệ tinh Sentinel-2A thu thập trong giai đoạn 2017-2018 và số liệu quan trắc chất lượng nước thực địa tại 37 điểm lấy mẫu trên hạ lưu sông Đáy. Phương pháp chọn mẫu là lấy mẫu ngẫu nhiên có hệ thống tại các vị trí đại diện cho các vùng chịu ảnh hưởng khác nhau của nguồn thải. Cỡ mẫu 37 điểm đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy cho phân tích.

Phương pháp phân tích gồm:

• Tiền xử lý ảnh vệ tinh (hiệu chỉnh bức xạ, khớp ảnh) để chuẩn hóa dữ liệu.
• Xác định phổ phản xạ bề mặt nước từ ảnh Sentinel-2.
• Xây dựng hàm hồi quy đa biến giữa phổ phản xạ và hàm lượng TSS, COD, BOD5 dựa trên số liệu thực địa.
• Thành lập bản đồ phân bố các thông số chất lượng nước bằng phần mềm ERDAS Imagine và Microsoft Excel.
• Đánh giá độ chính xác mô hình bằng hệ số tương quan R² và so sánh kết quả với số liệu quan trắc thực tế.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 12/2017 đến tháng 10/2018, bao gồm các giai đoạn thu thập dữ liệu, xử lý ảnh, phân tích số liệu và hoàn thiện bản đồ hiện trạng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Xây dựng hàm hồi quy giữa phổ phản xạ và hàm lượng TSS:
   Hàm hồi quy đa biến sử dụng phổ phản xạ tại kênh 2 (490 nm), kênh 3 (560 nm), kênh 4 (665 nm) và kênh 8 (842 nm) cho kết quả hệ số tương quan R² đạt khoảng 0,85, cho thấy mối quan hệ chặt chẽ giữa phổ phản xạ và hàm lượng TSS. Ví dụ, tại điểm lấy mẫu ngày 09/04/2018, giá trị TSS ước tính từ ảnh vệ tinh sai số trung bình dưới 10% so với số liệu thực địa.

2. Thành lập bản đồ phân bố chất lượng nước hạ lưu sông Đáy:
   Bản đồ phân bố TSS cho thấy khu vực gần các khu công nghiệp và làng nghề có hàm lượng TSS cao, dao động từ 30 đến 80 mg/l, vượt mức cho phép theo QCVN 08:2008/BTNMT loại B1. Khu vực hạ lưu có xu hướng giảm ô nhiễm với TSS trung bình khoảng 15-25 mg/l.

3. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước:
   Kết quả phân tích COD và BOD5 từ mô hình viễn thám cho thấy mức độ ô nhiễm hữu cơ tại các điểm gần khu dân cư và công nghiệp cao hơn 2-3 lần so với vùng ít chịu ảnh hưởng. Nồng độ DO thấp nhất đo được là 2,89 mg/l, phản ánh tình trạng thiếu oxy cục bộ.

4. So sánh kết quả giữa phương pháp viễn thám và quan trắc thực địa:
   Tỷ lệ sai số trung bình giữa hai phương pháp dưới 12%, chứng tỏ phương pháp viễn thám có độ chính xác cao và khả năng ứng dụng thực tiễn trong giám sát chất lượng nước lưu vực sông.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm nước hạ lưu sông Đáy là do nguồn thải từ các cơ sở công nghiệp, làng nghề, nông nghiệp và sinh hoạt dân cư chưa được xử lý triệt để. Việc sử dụng công nghệ viễn thám giúp khắc phục hạn chế của phương pháp truyền thống là không thể lấy mẫu dày đặc trên diện rộng do chi phí và thời gian. Kết quả nghiên cứu phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về ứng dụng viễn thám trong đánh giá chất lượng nước, đồng thời bổ sung dữ liệu thực tiễn cho khu vực lưu vực sông Đáy.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ hồi quy phổ phản xạ và hàm lượng TSS, bản đồ phân bố TSS và COD trên khu vực nghiên cứu, cũng như bảng so sánh số liệu viễn thám và quan trắc thực địa để minh họa độ chính xác mô hình.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường giám sát chất lượng nước bằng công nghệ viễn thám:
   Áp dụng thường xuyên công nghệ viễn thám Sentinel-2 để cập nhật bản đồ chất lượng nước hàng năm, giúp phát hiện sớm các điểm ô nhiễm mới. Chủ thể thực hiện: Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh trong lưu vực. Timeline: triển khai ngay từ năm 2024.

2. Xây dựng hệ thống xử lý nước thải đồng bộ tại các khu công nghiệp và làng nghề:
   Đầu tư công nghệ xử lý nước thải hiện đại nhằm giảm tải ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng. Chủ thể thực hiện: các doanh nghiệp, chính quyền địa phương. Timeline: 3-5 năm.

3. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ nguồn nước:
   Tổ chức các chương trình giáo dục, truyền thông về tác hại ô nhiễm nước và cách bảo vệ nguồn nước sạch. Chủ thể thực hiện: các tổ chức xã hội, trường học. Timeline: liên tục hàng năm.

4. Phát triển cơ chế phối hợp liên tỉnh trong quản lý lưu vực sông Đáy:
   Thành lập Ủy ban Bảo vệ môi trường lưu vực sông Đáy để đồng bộ chính sách, giám sát và xử lý vi phạm. Chủ thể thực hiện: Bộ Tài nguyên và Môi trường, các tỉnh liên quan. Timeline: trong vòng 2 năm tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà quản lý môi trường và chính quyền địa phương:
   Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách quản lý, giám sát và xử lý ô nhiễm nước hiệu quả, đồng thời lập kế hoạch phát triển bền vững lưu vực sông.

2. Các nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành khoa học môi trường:
   Tham khảo phương pháp ứng dụng viễn thám trong đánh giá chất lượng nước, từ đó phát triển các nghiên cứu tiếp theo hoặc áp dụng vào các lưu vực sông khác.

3. Doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực công nghiệp và nông nghiệp:
   Hiểu rõ tác động của hoạt động sản xuất đến môi trường nước, từ đó cải tiến công nghệ, đầu tư hệ thống xử lý nước thải phù hợp nhằm giảm thiểu ô nhiễm.

4. Cộng đồng dân cư và tổ chức phi chính phủ:
   Nắm bắt thông tin về hiện trạng ô nhiễm nước, nâng cao ý thức bảo vệ nguồn nước, tham gia giám sát và phản ánh các hành vi gây ô nhiễm.

Câu hỏi thường gặp

1. Công nghệ viễn thám có ưu điểm gì so với phương pháp truyền thống trong đánh giá chất lượng nước?
   Viễn thám cho phép giám sát diện rộng, cập nhật nhanh, tiết kiệm chi phí và thời gian so với lấy mẫu và phân tích thủ công, đồng thời cung cấp dữ liệu liên tục và đồng bộ trên toàn lưu vực.

2. Độ chính xác của mô hình viễn thám trong ước lượng hàm lượng TSS và các thông số khác như thế nào?
   Mô hình hồi quy đa biến đạt hệ số tương quan R² khoảng 0,85, sai số trung bình dưới 12% so với số liệu quan trắc thực địa, đảm bảo độ tin cậy cao cho ứng dụng thực tế.

3. Ảnh vệ tinh Sentinel-2 có những đặc điểm gì phù hợp cho nghiên cứu chất lượng nước?
   Sentinel-2 có độ phân giải không gian 10-20 m, nhiều kênh phổ trong dải nhìn thấy và cận hồng ngoại, thời gian chụp lại ngắn (5 ngày), phù hợp để theo dõi biến động chất lượng nước trên diện rộng.

4. Các nguồn ô nhiễm chính ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Đáy là gì?
   Nguồn thải từ các cơ sở công nghiệp, làng nghề, nông nghiệp và sinh hoạt dân cư là nguyên nhân chính gây ô nhiễm hữu cơ, kim loại nặng và chất rắn lơ lửng trong nước sông Đáy.

5. Làm thế nào để áp dụng kết quả nghiên cứu vào quản lý và bảo vệ môi trường nước?
   Kết quả bản đồ hiện trạng chất lượng nước giúp các nhà quản lý xác định vùng ô nhiễm, ưu tiên xử lý, đồng thời sử dụng công nghệ viễn thám để giám sát liên tục, kịp thời phát hiện và xử lý vi phạm.

Kết luận

• Luận văn đã thành công trong việc ứng dụng công nghệ viễn thám Sentinel-2 để xây dựng bản đồ hiện trạng chất lượng nước hạ lưu sông Đáy giai đoạn 2017-2018 với độ chính xác cao (R² ~ 0,85).
• Phân tích cho thấy ô nhiễm hữu cơ và tổng chất rắn lơ lửng tập trung chủ yếu tại các khu vực gần nguồn thải công nghiệp, làng nghề và khu dân cư.
• Kết quả nghiên cứu cung cấp công cụ giám sát hiệu quả, giúp tiết kiệm chi phí và thời gian so với phương pháp truyền thống.
• Đề xuất các giải pháp quản lý, xử lý nước thải và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm cải thiện chất lượng nước trong lưu vực.
• Khuyến nghị triển khai giám sát thường xuyên bằng viễn thám và xây dựng cơ chế phối hợp liên tỉnh để bảo vệ nguồn nước bền vững.

Tiếp theo, cần mở rộng nghiên cứu áp dụng công nghệ viễn thám cho các lưu vực sông khác và phát triển các mô hình dự báo chất lượng nước nhằm hỗ trợ quản lý môi trường chủ động hơn. Các nhà quản lý và chuyên gia môi trường được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn nhằm nâng cao hiệu quả bảo vệ tài nguyên nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu 1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực hạ lưu sông Đáy a. Điều kiện tự nhiên [1] Sông Đáy là một trong những con sông dài ở miền Bắc Việt Nam, nó là con sông chính của lưu vực sông Nhuệ - Đáy ở phía tây nam vùng châu thổ sông Hồng.

Sông Đáy chảy qua các tỉnh thành Hà Nội, Hà Nam, Ninh Bình và Nam Định với dòng sông chảy gần song song bên hữu ngạn hạ lưu sông Hồng. Trong lưu vực sông Đáy có nhiều sông khác như sông Tích, sông Nhuệ, sông Bùi, sông Bôi, sông Lạng, sông Hoàng Long, sông Sắt, sông Vạc, sông Nam Định, liên quan đến nhau nên đã được quy hoạch thủy lợi chung vào hệ thống sông Đáy.1: Sơ đồ khu vực nghiên cứu Luan van 5 - Đặc điểm khí hậu Do nằm trong khu vực Bắc Bộ nên có nền khí hậu mang đầy đủ những thuộc tính cơ bản của khí hậu miền Bắc Việt Nam đó là nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, mùa đông khá lạnh và ít mưa, mùa hè nắng nóng nhiều mưa tạo nên bởi tác động qua lại của các yếu tố: bức xạ mặt trời, địa hình, các khối không khí luân phiên khống chế. + Chế độ nắng: Khu vực nghiên cứu nằm trong miền khí hậu nhiệt đới gió mùa, với lượng bức xạ tổng cộng trung bình năm khoảng 105 - 120 kcal/cm2 và có số giờ nắng thuộc loại trung bình, đạt khoảng 1600 - 1750 giờ/năm, trong đó tháng 7 có số giờ nắng nhiều nhất đạt 200 - 230 giờ/tháng và tháng 2, 3 có số giờ nắng ít nhất khoảng 25 - 45 giờ/tháng. Chế độ nắng cũng giống như chế độ nhiệt, nó ảnh hưởng đến tốc độ và dạng phân hủy các hợp chất hữu cơ và nồng độ oxy hòa tan trong nước.

+ Chế độ nhiệt: Chế độ nhiệt phân hóa rõ rệt theo đai cao trong khu vực nghiên cứu. Nhiệt độ trung bình năm ở vùng thấp đạt từ 27 - 300C, ở vùng đồi núi phía Tây và Tây Bắc nhiệt độ trung bình năm xấp xỉ 24 0C. Mùa đông nhiệt độ trung bình ở vùng cao giảm xuống còn 16 - 190C, mùa hè trung bình khoảng 220C; còn ở vùng thấp mùa đông nhiệt độ trung bình 18 - 200C, mùa hè từ 27 - 300C. Trong trường hợp cực đoan, nhiệt độ tối cao có thể lên tới 400C, và nhiệt độ tối thấp có thể xuống tới dưới 00C.Chế độ nhiệt của nước phụ thuộc vào chế độ nhiệt của không khí đã ảnh hưởng đến các quá trình hóa lý xảy ra trong nước, nó ảnh hưởng đến đời sống các vi sinh vật và vi khuẩn sống trong nước.

+ Chế độ mưa ẩm: Do địa hình khu vực nghiên cứu đa dạng và phức tạp nên lượng mưa cũng biến đổi không đều theo không gian. Phần hữu ngạn của lưu vực có mưa khá lớn (P > 1800 mm), nhất là vùng đồi núi phía Tây (P > 2000 mm). Phần tả ngạn lưu vực, lượng mưa tương đối nhỏ (P = 1500 - Luan van 6 1800 mm), nhỏ nhất ở thượng nguồn sông Đáy, sông Nhuệ (P = 1500 mm), và lại tăng dần ra phía biển (P = 1800 - 2000 mm). Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 với tổng lượng mưa chiếm tới xấp xỉ 83% tổng lượng mưa năm, lượng mưa trung bình năm đạt từ 1200 – 1800 mm với số ngày mưa vào khoảng 60-70 ngày.

Lượng mưa các tháng mùa khô đều dưới 100 mm/tháng, trong đó tháng 12 – tháng 3 dưới 50 mm/tháng. Trong thời kỳ này, dòng chảy nhỏ, chủ yếu phụ thuộc vào thời gian mở cống Liên Mạc. + Chế độ gió: Mùa đông gió có hướng thịnh hành là Đông Bắc, tần suất đạt 60 - 70%. Một số nơi do ảnh hưởng của địa hình, hướng gió đổi thành Tây Bắc và Bắc, tần suất đạt 25 - 40%.

Mùa hè các tháng 5 – tháng 7 có hướng gió ổn định, thịnh hành là Đông và Đông Nam, tần suất đạt 60 - 70%. Tháng VIII hướng gió phân tán, hướng thịnh hành nhất cũng chỉ đạt tần suất 20 - 25%. Các tháng chuyển tiếp hướng gió không ổn định, tần suất mỗi hướng thay đổi trung bình từ 10 - 15%. - Mạng lưới thủy văn Sông Đáy nguyên là một phân lưu lớn đầu tiên của sông Hồng, bắt đầu từ cửa Hát Môn chảy theo hướng Đông Bắc – Tây Nam.

Nhưng đến năm 1937, sau khi xây dựng xong đập Đáy thì nước sông Hồng không thường xuyên đổ vào sông Đáy qua cửa đập Đáy trừ những năm phân lũ, vì vậy phần đầu nguồn sông (từ 0 km đến Ba Thá dài 71 km) sông Đáy coi như đoạn sông chết. Hiện tượng bồi lắng và nhân dân lấn đất canh tác cản trở việc thoát lũ mùa mưa. Lượng nước để nuôi sông Đáy chủ yếu là do các sông nhánh, quan trọng nhất là sông Tích, sông Bôi, sông Đào Nam Định, sông Nhuệ. Sông chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam.

Hiện nay, sông Đáy đã bị xâm nhập mặn ở vùng hạ du. Phần thượng và trung lưu cũng đã bị ô nhiễm do nguồn thải ở vùng dân cư tập trung, khu công Luan van 7 nghiệp của các tỉnh Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình và Hà Nội, đặc biệt là úng, lụt ở vùng trũng Nam Định, Ninh Bình gây ô nhiễm môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng. - Chế độ thủy văn Cũng như mưa, dòng chảy phân bố trên lưu vực cũng không đều, dòng chảy lớn nhất là ở núi Ba Vì, phần hữu ngạn lưu vực có dòng chảy lớn hơn. Dòng chảy mùa lũ từ tháng 6 – tháng 10 cũng chiếm 70 - 80% lượng dòng chảy năm, tháng 9 là tháng có dòng chảy trung bình tháng lớn nhất chiếm khoảng 20 - 30% lượng dòng chảy năm và lũ lớn nhất năm của sông Đáy cũng thường xảy ra vào tháng 9.

Do độ dốc lòng sông và cường độ mưa lớn ở vùng thượng lưu vực nên lũ ở các sông suối vừa và nhỏ lên xuống rất nhanh với cường suất lũ lên lớn nhất có thể tới 2 m/h (tại trạm Hưng Thi 2,28 m/h). Thời gian kéo dài một trận lũ chỉ từ 1 - 3 ngày. Sông Đáy có vị trí rất quan trọng, trước đây nó vừa là đường thoát nước chính của sông Hồng, vừa là đường tiêu lũ của bản thân LVS Đáy. Trên dòng chính sông Đáy ở trung và hạ lưu có các chi lưu là sông Nhuệ, sông Châu, sông Đào.

Chế độ dòng chảy sông Đáy không những chịu ảnh hưởng của các yếu tố mặt đệm trong lưu vực, các yếu tố khí hậu (trước hết là mưa) chế độ nhiệt, chế độ thủy triều vịnh Bắc Bộ, mà còn phụ thuộc vào chế độ nước và hệ thống kênh tưới – tiêu và đặc biệt là chế độ thủy văn của sông Hồng (chủ yếu thông qua sông Đào nhận nước sông Hồng tại Nam Định và sông Nhuệ nhận nước sông Hồng qua cống Liên Mạc, Hà Nội). Vì thế mà chế độ dòng chảy sông Đáy rất phức tạp và có sự khác nhau nhất định giữa các đoạn sông. Do địa hình lòng dẫn ở một số đoạn bị thu hẹp (như eo Tân Lang), và sự lấn chiếm lòng sông, bãi sông làm cản trở thoát lũ, thêm vào đó là nước từ sông Đào do sông Hồng chảy sang và nhất là khi lũ gặp triều cường thì lũ rút rất Luan van 8 chậm, kéo dài trong nhiều ngày gây úng ngập ở các vùng trũng, ảnh hưởng xấu đến nước sinh hoạt và môi trường sống vùng úng ngập. Các kết quả đo đạc và tính toán dài năm tại các trạm thủy văn trên hệ thống sông Đáy cho thấy: Nhìn chung, khoảng 85% lượng nước của sông Đáy được cung cấp bởi sông Hồng, chỉ có khoảng 15% là do các dòng trong lưu vực.

Tổng lượng nước hàng năm của các sông suối trong sông Đáy khoảng 28,8 tỷ m3, trong đó lượng nước sông Đào (Nam Định) khoảng 25,7 tỷ m 3 (chiếm 89,5%), sông Hoàng Long ở Hưng Thi chỉ có 0,68 tỷ m 3 (chiếm 2,4%), sông Tích và sông Đáy ở Ba Thá khoảng 1,35 tỷ m3 (chiếm 4,7%). Đặc điểm kinh tế xã hội Tài nguyên nước nói chung và tài nguyên nước mặt nói riêng là một trong những yếu tố ảnh hưởng sự phát triển kinh tế – xã hội của một vùng lãnh thổ hay một quốc gia. Sự gia tăng dân số, quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ làm tăng nhu cầu sử dụng nước trong khi nguồn tài nguyên nước không thay đổi. Chính vì vậy dẫn đến việc tài nguyên nước bị suy giảm nghiêm trọng cả về chất và lượng.

Nước thải công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt không những gây ra ô nhiễm nguồn nước mặt mà chúng còn gây ô nhiễm các tầng nước dưới đất., gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người và đồng thời ảnh hưởng tới chu trình sinh – địa – hóa trong các hệ thống sông. Lưu vực sông Đáy có phạm vi không gian rộng, quá trình phát triển kinh tế với nhiều ngành nghề đa dạng thuộc hầu hết các lĩnh vực sản xuất. Các hoạt động kinh tế xã hội đã và đang ngày càng trở thành tác nhân chủ yếu gây ra các vấn đề về môi trường. Lưu vực sông Đáy nằm trong vùng kinh tế trọng điểm của vùng, đây cũng là khu vực tiềm ẩn những nguy cơ gây ô nhiễm môi trường lớn nhất bởi nhiều nguyên nhân.

Dưới đây trình bày một số yếu tố kinh tế – xã hội trong lưu vực, ảnh hưởng tới chất lượng môi trường trong lưu vực. Luan van 9 - Phát triển sản xuất công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp trong lưu vực Trên lưu vực sông Đáy có khoảng 4113 cơ sở sản xuất lớn, được phân bố không đều trên 6 tỉnh trong lưu vực. Các làng nghề với những sản phẩm truyền thống mang tính chất hàng hóa cao và ngày càng tinh xảo đang được hồi phục và phát triển. Tuy nhiên, phần lớn công nghệ và kỹ thuật áp dụng cho sản xuất nghề còn lạc hậu, trình độ cơ khí hóa còn thấp, thiết bị phần lớn đã có, không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, an toàn và vệ sinh môi trường.

Các làng nghề chủ yếu tập trung sản xuất hàng hóa mà thiếu đầu tư công nghệ, giải pháp thích hợp để xử lý chất thải. - Hiện trạng sử dụng đất và phát triển nông nghiệp trong lưu vực Trong lưu vực sông Đáy – Nhuệ, theo thống kê, diện tích đất nông nghiệp chiếm phần lớn (49,5%). Đất rừng và đất trồng cây công nghiệp chiếm 19,1% và 13,8%.