Tóm tắt Luận án Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh và đề xuất giải pháp quản lý và sử dụng

chức năng có thể dựa vào đó đánh giá mức độ ô nhiễm nước vịnh, tìm ra nguyên nhân và biện pháp quản lý chất lượng nước cho phù hợp với từng mục đích sử dụng. - Mức độ tác động của các khu vực nguồn thải đến chất lượng nước vịnh Hạ Long mới chỉ đưa ra một cách định tính theo tổng lượng thải của từng khu vực. 1.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chỉ số chất lượng nước WQI được sử dụng khá rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới. Trong các phương pháp tính WQI, phương pháp của Mỹ được đưa vào nghiên cứu, cải tiến và ứng dụng nhiều nhất. Các nghiên cứu về WQI cho nước biển trên thế giới không nhiều bằng nước mặt nhưng các phương pháp tính và thông số tính khá đa dạng, phụ thuộc nhiều vào đặc điểm khu vực nghiên cứu và mục đích sử dụng WQI. Tại Việt Nam, Tổng cục Môi trường cũng đã ban hành Sổ tay hướng dẫn tính toán WQI cho nước mặt. Đến nay vẫn chưa có công trình nghiên cứu chuyên sâu về WQI dành riêng cho nước biển ven bờ, mặc dù đã có một số nghiên cứu đánh giá chất lượng nước biển ven bờ bằng WQI. Do vậy, cần có thêm các nghiên cứu xây dựng WQI phục vụ công tác đánh giá, phân vùng chất lượng nước biển. 1.3. Sơ lược tình hình phân vùng chất lượng nước biển, quy hoạch và quản lý không gian biển 5 Sau Hội thảo quốc tế đầu tiên liên quan đến Quy hoạch không gian biển (QHKGB) do UNESCO tổ chức năm 2006, QHKGB đã không ngừng phát triển và mở rộng [Nguyen Chu Hoi, 2012]. Khái niệm QHKGB đang dần được áp dụng ở Việt Nam. Nhiệm vụ số 1 trong bước 5 của quy trình QHKGB là thu thập và lập bản đồ thông tin về điều kiện sinh thái, môi trường và hải dương học. Các bản đồ phân vùng chất lượng nước là một trong những hợp phần quan trọng cho QHKGB. Đồng thời, các định hướng quản lý các phân vùng chất lượng nước sẽ là một phần của sản phẩm QHKGB. Theo các tài liệu mà NCS thu thập được, hiện tại, Mỹ là nước đi đầu trong công tác đánh giá, phân vùng biển theo WQI cùng với các chỉ số khác [US EPA, NOAA, 2012]. Phân vùng chất lượng nước cũng được thực hiện tại công viên san hô biển ngoài khơi đông bắc Úc. Bên cạnh đó, các nghiên cứu phân vùng hiện trạng chất lượng nước cũng được thực hiện ở nhiều nước trên thế giới. Tại vịnh Hạ Long cũng đã có một số đề tài, dự án liên quan đến phân vùng chất lượng nước vịnh. Phương pháp phân vùng chất lượng nước trong các đề tài này chủ yếu dựa vào số liệu quan trắc của từng thông số chất lượng nước và phân tích các nguồn tác động đến chất lượng nước vịnh. Từ đó áp dụng kỹ thuật vẽ đường đồng mức để phân vùng chất lượng nước, vì thế chỉ đưa ra các định hướng quản lý chung cho vịnh. Do vậy, việc nghiên cứu phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long dựa trên sự tổng hợp các thông số ô nhiễm đặc trưng của vùng, từ đó đưa ra giải pháp sử dụng hợp lý vịnh Hạ Long là cần thiết. Chương 2. PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Phạm vi nghiên cứu 6 2.2. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận án như sau: (i) Chất lượng nước vịnh Hạ Long và các hoạt động kinh tế - xã hội ảnh hưởng đến chất lượng nước vịnh; (ii) Các điều kiện tự nhiên của vịnh, bao gồm các điều kiện khí tượng, thuỷ-hải văn, địa hình, địa chất và các vai trò của vịnh Hạ Long, (iii) Các thể chế, chính sách quản lý và sử dụng vịnh Hạ Long. 2.3. Phương pháp tiếp cận Trong quá trình giải quyết vấn đề nghiên cứu đặt ra, luận án sử dụng cách tiếp cận hệ thống và tiếp cận quản lý biển theo không gian. 2.4. Các phương pháp nghiên cứu 2.4.1. Phương pháp mô hình toán Trong nghiên cứu này, modul Delft3D-Flow được sử dụng để mô phỏng sự lan truyền chất trong nước. Sự di chuyển của các chất được mô phỏng bằng phương trình “bình lưu và phân tán” (advection - dispersion equation) như sau: x x y y z z C C C C D u C D u C D u C S kC t x x y y z z                                   (2.4) (a) (b) (c) Trong đó ux,y,z = Vận tốc theo ba hướng x, y, z Dx,y,z = Hệ số phân tán theo ba hướng x, y, z S = Lượng vào và lượng mất đi trong một đơn vị diện tích k = Hệ số phân hủy chất C = Nồng độ của chất Khi một chất được đưa vào nước, chúng sẽ chịu sự tác động của dòng chảy. Sự tác động của dòng chảy theo các phương khác nhau đến vật chất tồn tại trong nước thể hiện ở các hợp phần (a), (b), (c) 7 trong phương trình 2.4. Sự tác động này là giống nhau đối với tất cả các vật chất trong nước. Do vậy, khi nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ thủy động lực đến sự lan truyền vật chất trong nước, không nhất thiết phải mô phỏng cho tất cả các chất. 2.4.2. Phương pháp xây dựng chỉ số chất lượng nước Phương pháp xây dựng chỉ số chất lượng nước (WQI) mô tả trong sơ đồ sau đây: Hình 2.3. Sơ đồ tổng quát xây dựng chỉ số chất lượng nước 2.4.3. Phương pháp nội suy không gian Phương pháp nội suy được sử dụng nhằm tạo ra bản đồ phân vùng chất lượng nước cho toàn bộ vùng vịnh Hạ Long từ kết quả tính WQI. Phần mềm hỗ trợ cho quá trình nội suy trong luận án là Mapinfo Vertical Mapper. Quá trình thử nghiệm từng kĩ thuật nội suy với số liệu thực tế tại vịnh Hạ Long cho thấy kĩ thuật Triangulation with smoothing cho kết quả nội suy hợp lý nhất. 2.4.4. Phương pháp phân vùng chất lượng nước theo WQI Vùng vịnh Hạ Long sẽ được phân ra thành các tiểu vùng chất lượng nước từ rất xấu đến rất tốt theo thang phân loại WQI đã xây dựng cho vịnh Hạ Long và được quy định bằng các màu khác nhau. C1, w1 C2, w2 Cn, wn q1, w1 q2, w2 qn, wn WQI = f(q1, w1; q2, w2; qn, wn) 8 Phần mềm hỗ trợ cho việc lập các sơ đồ phân vùng chất lượng nước là Mapinfo Professional 11. 2.4.5. Phương pháp điều tra, khảo sát chất lượng nước và phân tích trong phòng thí nghiệm Trong quá trình thực hiện luận án, 10 đợt điều tra thực địa và hai đợt khảo sát, lấy mẫu và phân tích chất lượng nước vào tháng 4/2013 và tháng 8/2013. Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Một số vấn đề về chất lượng nước vịnh Hạ Long Tổng hợp các nguồn tác động đến chất lượng nước vịnh Hạ Long được trình bày trong Bảng 3.3. Trong tương lai, nguồn thải từ hoạt động dân sinh và đô thị hóa, từ hoạt động du lịch, dịch vụ, từ hoạt động tàu thuyền trên vịnh vẫn là một áp lực rất lớn đến chất lượng nước khu vực nghiên cứu. Các nguồn thải từ hoạt động công nghiệp, đổ thải và hoạt động liên quan đến đáy biển, lấn biển và xây dựng hạ tầng kỹ thuật, làng chài và nuôi trồng hải sản trên vịnh, hoạt động của bến, cảng biển sẽ không tăng hơn so với giai đoạn hiện nay. Một số đặc điểm về chất lượng nước vịnh Hạ Long như sau: - Chất lượng nước vùng lõi vịnh Hạ Long còn tốt xong có xu hướng suy giảm tại các khu vực làng chài nổi. Chất lượng nước vùng đệm bị ô nhiễm tại các bến cảng, khu vực sau chợ Hạ Long 1, khu vực nhà bè cột 5, kể cả các bãi tắm. - Các vấn đề chất lượng nước cần quan tâm là ô nhiễm chất dinh dưỡng, chất hữu cơ, dầu, chất rắn lơ lửng, chlorophyll a. Các thông số ô nhiễm chủ yếu là NH4 +, PO4 3-, dầu mỡ, TSS, COD. Giá trị của các thông số này có xu hướng tăng lên theo thời gian. 9 - Nhìn chung, giá trị của các thông số chất lượng nước trong mùa mưa cao hơn mùa khô, trong thời gian nước ròng lớn hơn trong thời gian nước lớn và không có sự khác nhau nhiều giữa tầng mặt và tầng đáy. Bảng 3.3. Tổng hợp các nguồn tác động đến chất lượng nước vịnh Hạ Long TT Nguồn tác động Khu vực nguồn thải Chất ô nhiễm chủ yếu 1 Các hoạt động kinh tế - xã hội từ đất liền 1.1 Dân sinh và đô thị hóa Hạ Long, Cẩm Phả, Hoành Bồ, Yên Hưng Chất dinh dưỡng, chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, coliform 1.2 Du lịch, dịch vụ Hạ Long, Cát Bà Chất dinh dưỡng, chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, coliform. 1.3 Công nghiệp Cẩm Phả, Hạ Long, Hoành Bồ Chất rắn lơ lửng, kim loại nặng, chất dinh dưỡng, chất hữu cơ 1.4 Bến cảng Hạ Long, Cẩm Phả Dầu, kim loại nặng 1.5 Lấn biển Hạ Long, Cẩm Phả Chất rắn lơ lửng 2 Hoạt động tàu thuyền Trên vịnh Dầu, chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng, chất hữu cơ 3 Hoạt động đổ thải và hoạt động liên quan đến đáy biển Hạ Long, Cẩm Phả Chất rắn lơ lửng, kim loại nặng, độc tố 4 Làng chài và nuôi trồng hải sản trên vịnh Trên vịnh Chất dinh dưỡng, chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, coliform Trên cơ sở đánh giá các nguyên nhân gây tác động, hiện trạng chất lượng môi trường nước biển ven bờ giai đoạn 2002-2013, một số nhận định mang tính dự báo về chất lượng nước khu vực nghiên cứu trong thời gian tới như sau: 10 - Giá trị của các thông số hóa lý như nhiệt độ, pH, độ mặn và nồng độ các kim loại nặng trong nước biển không có sự biến động lớn và nằm trong GHCP của quy chuẩn QCVN 10:2008/BTNMT. - Hàm lượng chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, dầu mỡ khu vực ven bờ có xu hướng tăng lên, vượt quá GHCP của quy chuẩn QCVN 10:2008/BTNMT và ảnh hưởng trực tiếp chất lượng nước vùng lõi vịnh. 3.2. Nghiên cứu sự lan truyền chất trong nước vịnh Hạ Long 3.2.1. Thiết lập và hiệu chỉnh mô hình thủy động lực 3.2.1.1. Các số liệu cơ bản cho mô hình thủy động lực * Số liệu địa hình: Địa hình ở vùng biển sâu được nội suy từ số liệu địa hình đáy biển toàn cầu ETOPO2. Khu vực ven bờ là số liệu đo đạc địa hình đáy do Trung tâm trắc địa bản đồ biển thực hiện năm 2004, Viện Địa lý thực hiện năm 2009. * Số liệu dùng cho các biên và hiệu chỉnh, kiểm định mô hình: - Biên phía sông là mực nước tại trạm thủy văn Do Nghi, Cửa Cấm, Quang Phục, bỏ qua các sông thuộc thành phố Hạ Long do lưu lượng các sông này khá nhỏ, kể các trong mùa lũ. - Biên phía biển là các hằng số điều hòa của 10 sóng: Q1,O1, P1, K1, M2, S2, K2, N2, MF, MM được lấy từ số liệu triều toàn cầu. Biên phía biển được tạo ra từ phần mềm chuyên dụng Delft-Almighty. - Số liệu dùng để hiệu chỉnh, kiểm định mô hình là mực nước đo đạc tại trạm hải văn Hòn Dáu (Số liệu của Trung tâm Hải văn) và số liệu dự tính triều tại Hồng Gai, Cát Bà, Cửa Ông. * Số liệu gió: được triết xuất từ dữ liệu toàn cầu Wavewatch III (NOAA) cho các thời đoạn tính toán. 11 * Số liệu nhiệt độ và độ mặn: được tham khảo từ kết quả khảo sát của Trần Đức Thạnh và nnk (2007) và kết quả quan trắc của Sở TN&MT Quảng Ninh (2006, 2007). 3.2.1.2. Xây dựng mô hình thủy động lực Miền tính toán, vị trí các biên được trình bày trên Hình 3.18. Hình 3.18. Vị trí các biên thủy lực và điều kiện địa hình toàn miền tính 3.2.1.3. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy động lực Hệ số Nash giữa giá trị tính toán và thực đo của hai giai đoạn mô phỏng hiệu chỉnh và kiểm định mô hình tương ứng là 82.3% và 90.1%. 3.2.2. Thiết lập và hiệu chỉnh mô hình lan truyền chất Mô hình lan truyền chất trong nước vịnh Hạ Long được xây dựng trên nền và các kết quả của mô hình thủy động lực học. Vì vậy, phạm vi không gian, lưới tính và vị trí các biên của mô hình lan truyền chất chính là phạm vi, lưới tính và các biên của mô hình thủy động lực khu vực vịnh Hạ Long. Quá trình nghiên cứu sự di chuyển, khuếch tán, phân tán vật chất theo dòng chảy đối với từng vị trí nguồn thải khác nhau trong vịnh Hạ Long được thực hiện với thông 12 số đại diện là tổng nitơ (TN). Vị trí các điểm thải và điều kiện biên được minh họa trên Hình 3.24. Hình 3.24. Vị trí các điểm nguồn thải và điểm quan trắc Các trường hợp mô phỏng: Mục đích của phần này là tìm ra được mức độ ảnh hưởng của từng khu vực nguồn thải khác nhau đến chất lượng nước vịnh Hạ Long. Do vậy, các khu vực thải được chia thành các nhóm như sau: Nhóm nguồn thải từ đất liền và nhóm nguồn thải trên biển. Quá trình mô phỏng mức độ tác động của từng khu vực thải sẽ được thực hiện với giá trị giả định TN tại khu vực đó l mg/L. Các khu vực thải khác sẽ có giá trị TN bằng 0 mg/L. 3.2.3. Kết quả mô phỏng sơ bộ chế độ thủy động lực Các kết quả tính toán mô phỏng trường dòng chảy khu vực vịnh Hạ Long cho thấy tính chất dòng chảy giữa mùa khô và mùa mưa không có sự khác biệt nhiều do lưu lượng nước từ sông chảy vào vịnh Hạ Long không lớn và do có nhiều đảo chắn phía ngoài nên ảnh hưởng của gió khá nhỏ. Chính vì vậy, dòng chảy ở đây hoàn toàn lệ 13 thuộc sự lên, xuống của thủy triều. Trong pha triều lên, dòng triều từ phía đông nam Cát Bà chia làm hai nhánh: một nhánh đi quặt hướng tây bắc vào vịnh Hạ Long, vịnh Cửa Lục và xuống phía nam đảo Tuần Châu; một nhánh đi lên phía đông bắc vào vịnh Bái Tử Long. Trong pha triều xuống, dòng nước từ phía nam đảo Tuần Châu và vịnh Cửa Lục, vịnh Hạ Long chảy theo hướng đông – đông nam, dòng nước từ phía Cửa Ông và vịnh Bái Tử Long chảy theo hướng tây – tây nam sau đó kết hợp với nhau đi xuống đông nam đảo Cát Bà. 3.2.4. Kết quả mô phỏng lan truyền chất Vùng lõi vịnh Hạ Long chịu tác động mạnh từ các nguồn thải ven bờ thành phố Hạ Long, Cửa Lục và vịnh Lan Hạ - Cửa Vạn. Điều này thể hiện rõ trong sự gia tăng giá trị TN tại vùng lõi vịnh dưới tác động của các nguồn thải này luôn cao hơn các khu vực thải khác (Bảng 3.6). Nguyên nhân của hiện tượng này là do dòng chảy tại ven bờ Hồng Gai, Cửa Lục, khu vực vịnh Lan Hạ và Cửa Vạn có hướng bắc nam, tây bắc hoặc tây nam và có xu hướng đẩy chất ô nhiễm vào vịnh. Đây cũng là những khu vực có thải lượng thải phát sinh lớn nhất (Bảng 3.7). Các nguồn thải tại khu vực Yên Hưng và Cẩm Phả chỉ ảnh hưởng đến vùng đệm và ít ảnh hưởng đến vùng lõi vịnh. Khu vực huyện Yên Hưng mặc dù có lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng phát sinh tương đối lớn nhưng đóng góp vào vịnh Hạ Long khá nhỏ do địa hình khu vực này khá nông và sự trao đổi nước ở khu vực này với vịnh Hạ Long khá nhỏ. Khu vực Cẩm Phả cũng có tải lượng thải lớn nhưng do kiểu dòng chảy tại đây theo hướng đông bắc – tây nam làm cho chất ô nhiễm lan truyền ven bờ là chủ yếu. Các hoạt động dân sinh và du lịch tại khu vực Cát Bà không ảnh hưởng đến chất lượng nước của vịnh Hạ Long. 14 3.3. Thiết lập chỉ số chất lượng nước cho vịnh Hạ Long 3.3.1. Mục đích xây dựng chỉ số chất lượng cho vịnh Hạ Long 3.3.2. Phân tích và lựa chọn thông số tính toán WQI 3.3.2.1. Cơ sở lựa chọn thông số - Các tiêu chí lựa chọn thông số tính WQI của Ott W.R. (1978), Dunnette D.A. (1979) và Tebbutt (2002). - Các chỉ thị đánh giá tình trạng chất lượng nước biển ven bờ Việt Nam. - Các thông số quan trắc đặc trưng của vùng biển ven bờ và chỉ số chất lượng nước cho vùng biển ven bờ của các nước trên thế giới. - Hiện trạng chất lượng nước, các nguồn thải và yêu cầu bảo tồn vịnh. 3.3.2.2. Lựa chọn thông số tính chỉ số chất lượng nước cho vịnh Hạ Long - Nhóm hàm lượng ôxy hòa tan trong nước và nhu cầu ôxy: các thông số được lựa chọn là DO, COD, dầu mỡ và TOC. - Nhóm phú dưỡng: các thông số được lựa chọn là TN, TP và chlorophyll a (hoặc NH4 +, NO3 -, PO4 3- và chlorophyll a). - Nhóm tác động đến sức khỏe: các thông số được lựa chọn là tổng coliform hoặc feacal coliform, DO, dầu mỡ. - Nhóm đặc tính vật lý: nhóm này không phản ánh mức độ suy giảm chất lượng nước tại khu vực ven biển và có thể bỏ qua. 3.3.3. Xác định trọng số của thông số tính WQI Trọng số được xác định dựa vào: Mức độ tác động của các thông số đối với sự tồn tại, phát triển các hệ thủy sinh ven biển và hiện trạng, diễn biến chất lượng nước vịnh Hạ Long. 3.3.4. Xây dựng các chỉ số phụ và giản đồ chỉ số phụ Chỉ số phụ (qi) được xác định dựa theo QCVN 10:2008/ BTNMT, tiêu chuẩn chất lượng nước biển của ASEAN, Indonexia, 15 Philippin, Thái Lan, Australia, Nhật, Trung Quốc... và một số yêu cầu chất lượng nước cho các hệ sinh thái biển như cỏ biển, san hô... Bảng 3.10. Bảng quy định các giá trị chỉ số phụ qi tương ứng với nồng độ Ci i qi Giá trị nồng độ Ci ứng với từng thông số COD TOC %DOBH Dầu TN TP (mgO/L) (mgC/L) (mg/L) (mgN/L) (mgP/L) 1 100 ≤ 3 ≤ 1.2 100 0 ≤ 0.25 ≤ 0.02 2 67 4 1.6 65 hoặc 140 0.1 0.35 0.05 3 34 25 10 40 0.2 0.75 0.5 4 1 > 50 > 20 20 > 0.3 > 1.5 > 1 i qi PO4 3--P NH4 +-N Chla T. Coli F. Coli (F.Coli/100mL) TSS (mg/L) (mg/L) (µg/L) (MPN/100mL) (mg/L) 1 100 ≤0.015 ≤ 0.1 ≤ 1.4 ≤500 ≤100 ≤ 20 2 67 0.045 0.3 2 1000 - 50 3 34 0.08 0.5 10 - 500 - 4 1 > 0.5 > 1 > 20 >2000 >1000 >100 Giá trị chỉ số phụ của thông số i (q’) tại một nồng độ bất kỳ C’ được tính bằng cách tra trên giản đồ chỉ số phụ (Hình 3.36) hoặc theo công thức sau:  1q' C'1 1 1 q qi i C q i iC Cii        Trong đó: Ci : Nồng độ của thông số quan trắc được quy định trong Bảng 3.10 tương ứng với mức i Ci+1: Nồng độ của thông số quan trắc được quy định trong Bảng 3.10 tương ứng với mức i+1 q’ : Chỉ số phụ tương ứng với nồng độ C’ qi : Chỉ số phụ ở mức i trong Bảng 3.10 tương ứng với giá trị Ci 16 qi+1 : Chỉ số phụ ở mức i+1 trong Bảng 3.10 tương ứng với giá trị Ci+1 C’: Nồng độ của thông số quan trắc được đưa vào tính toán 3.3.5. Lựa chọn phương pháp tổng hợp các chỉ số phụ Bốn phương pháp tổng hợp chỉ số phụ sau đây được lựa chọn để xem xét tính ảo, tính che khuất, độ nhạy và tính chất dễ tính toán. - Dạng tổng có trọng số :  n iiqw 1 - Dạng tích có trọng số :  n w i iq 1 - Dạng bình phương điều hòa có trọng số :   n i i wi q1 2 1 - Dạng Solway có trọng số :  2 1100 1  n iiqw Luận án lựa chọn dạng tích có trọng số để xây dựng WQI cho vịnh Hạ Long. 3.3.6. Công thức tính WQI cho vịnh Hạ Long Để khắc phục điểm hạn chế của công thức ( ) 1 wn iqi trong trường hợp thiếu số liệu, luận án đề xuất cải tiến công thức tích có trọng số và công thức tính chỉ số chất lượng nước cho vịnh như sau: WQIHL = n 1/ w i1( ) 1 wn iqi   (3.1) Trong đó : - qi : chỉ số phụ của thông số thứ i - wi: trọng số của thông số thứ i - n: số lượng các thông số tính Khi có đủ các thông số tính WQIHL, giá trị n w i1  trong công thức 3.1 sẽ bằng 1 và công thức 3.1 như sau 17 WQIHL = 9 ( ) 1 wiqi (3.2) = (qDO 0.07*qCOD 0.11*qTOC 0.08 * qDầu 0.17 *qF.Coli 0.07 *qTSS 0.17* qTN 0.11 * qTP 0.11 * qChla 0.11) 3.3.7. Xây dựng thang phân loại WQI Bảng 3.16. Bảng phân loại chất lượng nước và khả năng sử dụng T T WQIHL Chất lượng nước Khả năng sử dụng nguồn nước 1 97 - 100 Rất tốt Có thể sử dụng cho tất cả mục đích sử dụng nước. 2 92 - 96 Tốt* Có thể sử dụng cho tất cả mục đích sử dụng nước, ngoại trừ bảo tồn thủy sinh hay nuôi trồng một số loài hải sản đặc biệt 3 70-91 Trung bình Hoạt động du lịch, giải trí, thể thao không tiếp xúc trực tiếp với nước, giao thông thủy, cảng biển. 4 50 - 69 Xấu Giao thông thủy, cảng biển hoặc một số mục đích sử dụng khác không yêu cầu về chất lượng nước quá cao 5 1- 49 Rất xấu Chỉ có thể sử dụng cho giao thông thủy, cảng biển Ghi chú: Chất lượng nước là tốt khi qi min ≥ 67 hoặc WQI = 92-96 và qi min ≥ 67 3.3.8. Kiểm nghiệm công thức tính WQI cho vịnh Hạ Long Công thức WQIHL xây dựng ở trên được kiểm nghiệm mức độ chính xác khi đánh giá chất lượng nước với các số liệu giả định. Các số liệu giả định bao gồm 91 chuỗi số liệu. Quá trình kiểm nghiệm với số liệu giả định cho thấy, công thức tính WQIHL cho kết quả tương đối hợp lý. 3.3.9. Đánh giá chung công thức tính chỉ số chất lượng nước cho vịnh Hạ Long Quá trình xây dựng công thức tính WQIHL được đánh giá theo 15 tiêu chí của Mỹ đã đưa ra [U.S. EPA, 1978]. Kết quả đánh giá cho thấy, quá trình xây dựng công thức tính WQI cho vịnh Hạ Long đã bám sát 12/15 tiêu chí đánh giá WQI của Mỹ. 18 3.3. Phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long 3.4.1. Mục đích phân vùng chất lượng nước 3.4.2. Cơ sở phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long Cơ sở chính để phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long là kết quả tính WQI theo công thức đã được xây dựng cho vịnh Hạ Long. Các số liệu tính toán là số liệu đo đạc của nghiên cứu sinh trong mùa khô (tháng 4/2013) và mùa mưa (tháng 8/2013). Tại những khu vực không có số liệu thực đo, luận án còn sử dụng thêm số liệu từ kết quả của một số nghiên cứu khác. 3.4.3. Kết quả phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long Hình 3.38. Sơ đồ phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long theo WQI mùa khô (tháng 4/2013) Chất lượng nước Ký hiệu màu Rất tốt Tốt Trung bình Xấu Rất xấu SƠ ĐỒ PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG THEO WQI THÁNG 4/2013 19 Hình 3.39. Sơ đồ phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long theo WQI mùa mưa (tháng 8/2013) 3.5. Đề xuất giải pháp quản lý và sử dụng vịnh Hạ Long 3.5.1. Cơ sở đề xuất giải pháp quản lý và sử dụng vịnh Hạ Long 3.5.2. Đề xuất mục tiêu bảo vệ chất lượng nước vịnh Hạ Long Bảng 3.22. Đặc điểm CLN hiện tại và mục tiêu quản lý, bảo vệ CLN vịnh Hạ Long TT Phân vùng vịnh WQI hiện tại CLN hiện tại Mục tiêu WQI Mục tiêu CLN Ghi chú 1 Vùng lõi 84 – 100 Tốt đến rất tốt 97 - 100 Rất tốt 2 Vùng đệm 14 – 85 Rất xấu đến tốt 92 – 100 Tốt đến rất tốt Trừ bến cảng, bến chợ cho phép CLN ở mức trung bình (WQI = 70 - 91). 3 Vùng phụ cận (vịnh Cửa Lục) 36 - 84 Rất xấu đến trung binh 70 - 96 Trung bình đến tốt SƠ ĐỒ PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG THEO WQI THÁNG 8/2013 Chất lượng nước Ký hiệu màu Rất tốt Tốt Trung bình Xấu Rất xấu 20 Hình 3.40. Đề xuất các hoạt động sử dụng vịnh Hạ Long theo chất lượng nước và mức độ của các hoạt động này Số TT Các hoạt động sử dụng nước V ù n g C L N tố t đ ế n r ấ t tố t V ù n g C L N x ấ u đ ế n tr u n g b ìn h V ù n g C L N rấ t x ấ u 1 Bảo tồn, bảo vệ và phục hồi hệ sinh thái √ √ √ 2 Du lịch sinh thái, du lịch văn hóa, di sản √ √ x 3 Thể thao, giải trí dưới nước √ x x 4 Thể thao, giải trí không tiếp xúc với nước √ hc x 5 Khử mặn để làm nước cấp sinh hoạt √ x x 6 Nuôi trồng hải sản hc x x 7 Đánh bắt hải sản hc x x 8 Cư trú trên vịnh hc x x 9 Giao thông thủy hc hc hc 10 Bến tầu, cảng nhỏ x hc hc 11 Nghiên cứu, đào tạo, giáo dục √ √ √ 12 Các hoạt động ít tác động khác (cứu hộ, cứu nạn, quan trắc chất lượng môi trường, bảo vệ môi trường, quay phim, chụp ảnh ) √ √ √ Ghi chú : - Các hoạt động trên phải được thực hiện theo đúng quy định hiện hành và không được phép thực hiện tại những khu vực bảo tồn tuyệt đối của vịnh Hạ Long. - √ : Hoạt động sử dụng nước thích hợp tại vùng nước đó do chất lượng nước đảm bảo hoặc hoạt động phát triển ít có nguy cơ ảnh hưởng đến chất lượng nước. - x : Hoạt động sử dụng nước không thích hợp tại vùng nước đó do chất lượng nước không đảm bảo hoặc hoạt động phát triển ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước. - hc : Hoạt động sử dụng nước hạn chế thực hiện tại vùng nước đó do chất lượng nước không đảm bảo hoặc hoạt động phát triển có nguy cơ ảnh hưởng đến chất lượng nước. 21 3.5.3. Đề xuất định hướng quản lý và các hoạt động sử dụng nước vịnh Hạ Long Đề xuất các hoạt động sử dụng vịnh Hạ Long theo chất lượng nước và mức độ của các hoạt động này được trình bày trong Hình 3.36. 3.5.4. Đề xuất một số giải pháp quản lý CLN vịnh Hạ Long 3.5.4.1. Xây dựng quy hoạch không gian biển và điều chỉnh các quy hoạch hiện có - Xây dựng, triển khai thực hiện QHKGB vịnh Hạ Long và xác định chế độ pháp lý cho từng đơn vị phân vùng không gian biển. Kết quả luận án có thể là một trong những nền tảng quan trọng cho việc xây dựng QHKGB vịnh Hạ Long. - Trên cơ sở QHKGB vịnh Hạ Long, cần có những điều chỉnh hợp lý các khu vực quản lý hiện tại của BQL vinh, đồng thời điều chỉnh các quy hoạch ngành hiện có. 3.5.4.2. Đẩy mạnh quản lý tổng hợp vùng bờ cho vịnh Hạ Long Tiếp cận quản lý tổng hợp vùng bờ và quản lý biển theo không gian được coi là phương pháp quản lý hiệu quả nhất đối với vùng biển sử dụng đa mục tiêu như vịnh Hạ Long. Công tác quản lý di sản cần phải được đánh giá định kỳ theo bộ công cụ EoH (Endancing our Heritage) của UNESCO và IUCN (2007). 3.5.4.3. Tăng cường kiểm soát và quản lý các nguồn thải gây ô nhiễm vịnh Trước mắt, nếu hạn chế về kinh phí và nhân lực, có thể tập trung các biện pháp quản lý tại các khu vực nguồn thải Hồng Gai – Bãi Cháy, vịnh Cửa Lục, Cửa Vạn – Lan Hạ. Các khu vực thải khác như Tuần Châu, Yên Hưng, Cẩm Phả có thể giải quyết sau. 3.5.4.4. Đẩy mạnh công tác nghiên cứu và quan trắc môi trường vịnh 22 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1. Diễn biến chất lượng nước khu vực nghiên cứu Thông qua việc tổng quan tài liệu và đo đạc chất lượng nước luận án đã xác định được những vấn đề cốt lõi về chất lượng nước vịnh Hạ Long. Đó là các vấn đề về ô nhiễm chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng, chất hữu cơ và dầu mỡ. Giá trị các thông số chất lượng nước liên quan đến các loại ô nhiễm này có xu hướng tăng lên theo thời gian. Trong tương lai, vấn đề ô nhiễm chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng, chất hữu cơ và dầu tại khu vực ven bờ vẫn có xu hướng tăng và vượt quá giới hạn cho phép của quy chuẩn QCVN 10:2008/BTNMT, ảnh hưởng trực tiếp chất lư