Luận văn Đánh giá thiệt hại do ô nhiễm nước thải công nghiệp theo các kịch bản phát triển kinh tế - Xã hội trên ví dụ sông Vàm Cỏ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐÁNH GIÁ THIỆT HẠI DO Ô NHIỄM NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP THEO CÁC KỊCH BẢN PHÁT TRIỂN KINH TẾ-XÃ HỘI TRÊN VÍ DỤ SÔNG VÀM CỎ SVTH : NGUYỄN ĐỨC TRỌNG MSSV : 90402800 GVHD : PGS.TSKH. BÙI TÁ LONG BỘ MÔN : QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG TP. Hồ Chí Minh, 12/2009 Đại Học Quốc Gia Tp.HCM. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM. TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA. Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc. --------------- ------------- Số: ________/ BKĐT NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP KHOA: MÔI TRƯỜNG. BỘ MÔN: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG. HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN ĐỨC TRỌNG MSSV: 90402800 NGÀNH: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG. LỚP: MO04QLMT. 1. Đầu đề luận án: ĐÁNH GIÁ THIỆT HẠI DO Ô NHIỄM NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP THEO CÁC KỊCH BẢN PHÁT TRIỂN KINH TẾ-XÃ HỘI TRÊN VÍ DỤ SÔNG VÀM CỎ. 2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu): - Tìm hiểu và tổng hợp tài liệu nghiên cứu ngoài nước liên quan - Thu thập dữ liệu bản đồ sông Vàm Cỏ (ứng dung các phân mềm Gis như MapInfo,Google Earth). - Thu thập số liệu thống kê về đánh bắt và nuôi trồng thủy sản tại Long An. -Từ các số liệu thu thập đươc,dùng mô hình Mike11 tính toán vùng ô nhiễm, trên cơ sở đó đưa ra con số thiệt hại về kinh tế cho ngành thủy sản. 3. Ngày giao nhiệm vụ luận án: 10/9/2009. 4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 30/12/2009. 5. Họ tên người hướng dẫn: PGS.TSKH. Bùi Tá Long. Phần hướng dẫn : Toàn bộ. Nội dung và yêu cầu LATN đã được thông qua Bộ môn. Ngày 10 tháng 9 năm 2009 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN. NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH. (Ký và ghi rõ họ tên) Bùi Tá Long PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN: Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ luận án: ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN - - - - - & - - - - - Ngày tháng năm 2009 Giáo viên hướng dẫn iii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN - - - - - & - - - - - Ngày tháng năm 2009 Giáo viên phản biện iv LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến tập thể thầy cô Khoa Môi Trường, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc Gia Tp. HCM, đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt kiến thức trong suốt năm năm học vừa qua. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới Thầy hướng dẫn PGS.TSKH Bùi Tá Long – Trưởng phòng T i n học M ô i t rườn g , Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh, người đã đặt ra bài toán, tận tình hướng dẫn, luôn khuyến khích, quan tâm giúp đỡ, truyền đạt kiến thức và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp trong thời gian vừa qua. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến K S. Lê Th ị B ích Ngọc ,KS. Lê Th ị Hiền phòng T i n h ọ c M ô i t r ư ờ n g , Viện Môi trường và Tài Nguyên, Đại học Quốc gia Tp. HCM đã tận tình giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, những người thân yêu nhất, đã luôn yêu thương, khích lệ và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập vừa qua. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến tập thể các bạn K2004 khoa Môi trường – những người bạn đã luôn giúp đỡ và chia sẻ trong suốt năm năm học qua. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn tất cả. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng 1 năm 2010 Sinh viên thực hiện Nguyễn Đức Trọng v TÓM TẮT Sông Vàm Cỏ thuộc địa phận tỉnh Long An nằm ở phía hạ lưu của lưu vực sông Vàm Cỏ hiện đang hứng chịu ô nhiễm từ các hoạt động công nghiệp của tất cả địa bàn phía thượng lưu và có xu hướng diễn biến xấu đi về chất lượng nước, ảnh hưởng đến đời sống và đe dọa trực tiếp đến nhu cầu cấp nước của người dân sống dọc lưu vực sông. Đứng trước tình hình trên, việc thực hiện một chương trình nghiên cứu bài bản, thực sự nghiêm túc, có cơ sở khoa học và thực tiễn để xác định được các nguyên nhân gây ô nhiễm và tính toán cụ thể những con số thiệt hại là điều rất cần thiết. Để có thể đề xuất các giải pháp tổng hợp và khả thi để bảo vệ nguồn nước sông Vàm Cỏ phục vụ an toàn cho cấp nước đồng thời phục vụ cho các mục đích quản lý môi trường cũng như phát triển bền vững trên toàn lưu vực sông cần phải áp dụng nhiều phương pháp khác nhau trong đó có phương pháp mô hình, GIS, viễn thám. Đề tài đã bước đầu đề xuất một cách tiếp cận đánh giá thiệt hại về kinh tế do nước thải công nghiệp xả thải vào sông Vàm Cỏ. Tính toán được thực hiện dựa trên theo các kịch bản phát triển kinh tế xã hội khác nhau để có thể đưa ra các biện pháp ngăn ngừa ở tầm vĩ mô. vi MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................iv TÓM TẮT.............................................................................................................v DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT.................................................................. xiii TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .....................................................................1 MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN .........................................................................1 NỘI DUNG CÔNG VIỆC THỰC HIỆN ...........................................................1 PHẠM VI THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI .............................................................1 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN .........................................................................2 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................................3 CHƯƠNG 1 ..........................................................................................................1 TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ................................................1 1.1. Điều kiện tự nhiên ......................................................................................1 1.1.1. Vị trí địa lý...........................................................................................1 1.1.2. Tình trạng thuỷ triều ............................................................................2 1.1.3. Tình trạng xâm nhập mặn.....................................................................3 1.1.4. Tình trạng chua phèn............................................................................3 1.1.5. Tình hình lũ lụt ....................................................................................4 1.1.6. Tài nguyên rừng...................................................................................5 1.1.7. Tài nguyên nước mặn, nước ngầm .......................................................6 vii 1.1.8. Tài nguyên cát......................................................................................7 1.1.9. Môi trường sinh thái.............................................................................8 1.1.10. Khí hậu ..............................................................................................9 1.1.11. Khoáng sản ......................................................................................10 1.1.12. Địa hình - Thổ nhưỡng.....................................................................10 1.1.13. Đặc điểm cấu trúc địa chất tỉnh Long An .........................................12 1.2. Điều kiện kinh tế xã hội: ...........................................................................13 1.2.1. Giao thông đường bộ: ........................................................................13 1.2.2. Giao thông đường thủy ......................................................................15 1.2.3. Hệ thống y tế tỉnh Long An................................................................15 1.2.4. Hệ thống cấp nước .............................................................................16 1.2.5. Hệ thống cấp điện ..............................................................................17 1.2.6. Sông Vàm Cỏ Đông: ..........................................................................18 CHƯƠNG 2 ........................................................................................................23 CƠ SỞ LÝ THUYẾT THỰC HIỆN LUẬN VĂN ..............................................23 2.1. Tổng quan về thiệt hại kinh tế do ô nhiễm môi trường ..............................23 2.2. Phương pháp đánh giá thiệt hại tới người dân ...........................................25 2.2.1. Chi phí dịch vụ chăm sóc y tế ............................................................25 2.2.2. Phương pháp xác định thiệt hại kinh tế...............................................26 2.3. Mô hình Mike được sử dụng trong Luận văn ............................................30 2.3.1. Các phương trình cơ bản ....................................................................31 2.3.2. Các điều kiện ban đầu và điều kiện biên.............................................33 viii 2.3.3. Các số liệu đầu vào cho mô hình ........................................................35 2.3.4. Các bước thực hiện ............................................................................35 2.3.5. Phương trình truyền tải-khuếch tán ....................................................35 2.3.6. Các điều kiện biên và điều kiện ban đầu.............................................36 CHƯƠNG 3 ........................................................................................................37 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................................37 3.1. Xây dựng kịch bản cho tính toán Mike11..................................................38 3.1.1. Các nguồn thải tham gia kịch bản tính toán........................................38 (Nguồn [8])..................................................................................................44 3.1.2. Mặt cắt trên toàn tuyến sông. .............................................................44 3.1.3. Điều kiện biên....................................................................................45 3.1.4. Số liệu lưu lượng và mực nước:..........................................................45 3.1.5. Các nhóm số liệu khác .......................................................................46 3.2. Kết quả chạy Mike11 cho các kịch bản khác nhau ....................................48 3.2.1. Kết quả chạy mô hình thủy lực...........................................................48 3.2.2. Kết quả mô phỏng theo kịch bản 1: ....................................................51 3.2.3. Kết quả mô phỏng theo kịch bản 2 .....................................................53 3.2.4. Kết quả mô phỏng theo kịch bản 3 .....................................................54 3.2.5. Kết quả mô phỏng theo kịch bản 4 .....................................................56 3.2.6. Nhận xét và đánh giá phạm vi ảnh hưởng...........................................58 3.3. Thiệt hại thủy sản trên sông Vàm Cỏ theo kịch bản năm 2008 ..................64 3.3.1. Thiệt hại đánh bắt ..............................................................................64 ix 3.3.2. Thiệt hại nuôi trồng............................................................................65 3.4. Dự báo thiệt hại thủy sản đến năm 2015 theo kịch bản 2 và kịch bản 3 .....66 3.4.1. Thiệt hại đánh bắt ..............................................................................66 3.4.2. Thiệt hại nuôi trồng............................................................................67 3.5. Dự báo thiệt hại thủy sản đến năm 2020 theo kịch bản 4...........................68 3.5.1. Thiệt hại đánh bắt ..............................................................................68 3.5.2. Thiệt hại nuôi trồng............................................................................68 3.6. Thảo luận..................................................................................................69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................71 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................73 PHỤ LỤC A........................................................................................................75 DANH SÁCH CÁC LOÀI CÁ NƯỚC NGỌT Ở SÔNG VÀM CỎ ĐÔNG .......75 PHỤ LỤC B........................................................................................................87 PHỤ LỤC C........................................................................................................88 MỘT SỐ HÌNH ẢNH LOÀI CÁ NƯỚC NGỌT Ở SÔNG VÀM CỎ ................88 x DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3-1. Số liệu nguồn thải theo kịch bản 1.......................................................38 Bảng 3-2. Số liệu nguồn thải theo kịch bản 2.......................................................40 Bảng 3-3. Số liệu nguồn thải theo kịch bản 3.......................................................41 Bảng 3-4. Số liệu nguồn thải theo kịch bản 4.......................................................43 Bảng 3-5. Phân tích kết quả kiểm định mô hình thủy lực áp dụng cho sông Vàm Cỏ (11/04/2004) tại Long An .........................................................................................50 Bảng 3-6 Phân tích kết quả kiểm định mô hình thủy lực áp dụng cho sông Vàm Cỏ (11/04/2007) ..................................................................................................................50 Bảng 3-7. Bảng thống kê diện tích vùng ô nhiễm với nồng độ ô nhiễm ứng với kịch bản 1.......................................................................................................................59 Bảng 3-8. Bảng thống kê diện tích vùng ô nhiễm với nồng độ ô nhiễm ứng với kịch bản 2 ......................................................................................................................60 Bảng 3-9. Bảng thống kê diện tích vùng ô nhiễm với nồng độ ô nhiễm ứng với kịch bản 3.......................................................................................................................62 Bảng 3-10. Bảng thống kê diện tích vùng ô nhiễm với nồng độ ô nhiễm ứng với kịch bản 4.......................................................................................................................63 xi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1-1. Bản đồ địa lý tỉnh Long An....................................................................1 Hình 2-1. Phân loại thiệt hại do ô nhiễm môi trường ...........................................24 Hình 2-2. Miền xác định của hệ phương trình Saint –Venant.........................34 Hình 3-1 Vị trí các nguồn thải .............................................................................38 Hình 3-2 Mặt cắt sau khi được thiết lập...............................................................44 Hình 3-3 Mạng sông sau khi được thiết lập .........................................................45 Hình 3-4. Lưu lựơng theo giờ tại thương nguồn sông Vàm Cỏ ............................46 Hình 3-5 Số liệu biên mực nước sau khi đã nhập đầy đủ .....................................46 Hình 3-6 Các thông số thủy lực ...........................................................................48 Hình 3-7 Các hệ số tải- phân tán được sử dụng....................................................48 Hình 3-8 Diễn biến mực nước tính toán trên toàn bộ đoạn sông...........................49 Hình 3-9. Mô phỏng BOD5 cực đại ứng với kịch bản 1.......................................51 Hình 3-10. Mô phỏng BOD5 trung bình ứng với kịch bản 1................................52 Hình 3-11. Biểu đồ diễn biến BOD5 theo thời gian tại một số mặt cắt ứng với kịch bản 1 ..............................................................................................................................52 Hình 3-12. Mô phỏng BOD5 cực đại ứng với kịch bản 2 .....................................53 Hình 3-13. Mô phỏng BOD5 trung bình ứng với kịch bản 2................................54 Hình 3-14. Biểu đồ diễn biến BOD5 theo thời gian tại một số mặt cắt ứng với kịch bản 2 ..............................................................................................................................54 Hình 3-15. Mô phỏng BOD5 cực đại ứng với kịch bản 3 .....................................55 Hình 3-16. Mô phỏng BOD5 trung bình ứng với kịch bản 3.................................55 xii Hình 3-17. Biểu đồ diễn biến BOD5 theo thời gian tại một số mặt cắt ứng với kịch bản 3 ..............................................................................................................................56 Hình 3-18. Mô phỏng BOD5 cực đại ứng với kịch bản 4 .....................................57 Hình 3-19. Mô phỏng BOD5 trung bình ứng với kịch bản 4................................57 Hình 3-20. Biểu đồ diễn biến BOD5 theo thời gian tại một số mặt cắt ứng với kịch bản 4 ..............................................................................................................................58 Hình 3-21. Chất lượng nước sông Vàm Cỏ ứng với kịch bản 1............................59 Hình 3-22. Ch\ất lượng nước sông Vàm Cỏ ứng với kịch bản 2...........................60 Hình 3-23. Chất lượng nước sông Vàm Cỏ ứng với kịch bản 3............................62 Hình 3-24.. Chất lượng nước sông Vàm Cỏ ứng với kịch bản 4...........................63 xiii DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT VPTKTTĐPN Vùng phát triển kinh tế trọng điểm phía Nam TP.HCM Thành phố Hồ Chí Minh ĐTM Đồng Tháp Mười DTTN Diện tích tự nhiên TCVN Tiêu chẩn Việt Nam OECF Overseas Economic Cooperation Fund ODA Official Development Assistant UNICEF The United Nations Children's Fund KV Kilo Von MVA Milivon Ampe KW Kilo watt ĐBSCL Đồng bằng Sông Cửu Long KCN Khu công nghiệp MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Sông Vàm Cỏ thuộc địa phận tỉnh Long An hiện đang hứng chịu ô nhiễm từ các hoạt động của các khu công nghiệp nằm trong lưu vực sông và có xu hướng xấu đi về chất lượng nước,ảnh hưởng đến đời sống của người dân trong lưu vực. Đứng trước tình hình trên,việc thực hiện một chương trình nghiên cứu bài bản,thực sự nghiêm túc,có cơ sở khoa học và thực tiễn để đánh giá được mức độ thiệt hại do ô nhiễm nước thải công nghiệp là hết sức cần thiết. Để có thể đề xuất các giải pháp tổng hợp và khả thi để bảo vệ nguồn nước sông Vàm Cỏ phục vụ an toàn cho cấp nước đồng thời phục vụ cho các mục đích quản lí môi trường địa bàn tỉnh Long An cũng như phát triển bền vững trên toàn bộ lưu vực sông và đảm bảo quyền lợi cho những người dân trong lưu vực cần phải áp dụng nhiều phương pháp khác nhau trong đó có phương pháp mô hình hóa và GIS. MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN Ứng dụng phương pháp mô hình và GIS để đánh giá thiệt hại kinh tế cho ngành thủy sản do ô nhiễm nước thải công nghiệp trên sông Vàm Cỏ. NỘI DUNG CÔNG VIỆC THỰC HIỆN - Tìm hiểu và tổng hợp tài liệu nghiên cứu ngoài nước liên quan - Thu thập dữ liệu bản đồ sông Vàm Cỏ (ứng dung các phân mềm Gis như MapInfo,Google Earth). - Thu thập số liệu thống kê về đánh bắt và nuôi trồng thủy sản tại Long An. - Từ các số liệu thu thập đươc,dùng mô hình Mike11 tính toán vùng ô nhiễm, trên cơ sở đó đưa ra con số thiệt hại về kinh tế cho ngành thủy sản PHẠM VI THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI - Do hạn chế về thời gian và kinh phí nên luận văn được giới hạn như sau: biên thượng lưu thuộc xã An Ninh Đông, Huyện Đức Hòa (đoạn giao nhau giữa sông Vàm Cỏ và kênh Thày Cai), biên hạ lưu: thuộc xã Long Hựu Đông, huyện Cần Đước, tỉnh Long An (đoạn tiếp giáp giữa sông Vàm Cỏ và sông Cần Giuộc). - Phần mềm được sử dụng trong luận văn : Mô hình Mike và các mô hình kinh tế môi trường được nghiên cứu bởi các nhà khoa học Nga / [13] [19]/. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Phương pháp thu thập tài liệu Thu thập tài liệu về hiện trạng sông Vàm Cỏ trong giới hạn, phạm vi được nghiên cứu từ các đề tài các cấp; Thu thập các bản đồ số hóa đã được thực hiện trong các đề tài,