Xu hướng biến động nhóm thông số DO, TSS, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO4 3-, Fe, Coliform trong nước mặt hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014-2019

Chia sẻ: Bigates Bigates | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này phân tích xu hướng biến động của 11 thông số cơ bản gồm: pH, DO, TSS, BOD5, COD, NH4 + , NO2 - , NO3 - , PO4 3- , Fe, Coliform theo thời gian, đồng thời thiết lập tiêu chuẩn đánh giá làm cơ sở phân hạng giải pháp ưu tiên để kiểm soát chất nước mặt hồ thủy điện Sơn La.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Xu hướng biến động nhóm thông số DO, TSS, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO4 3-, Fe, Coliform trong nước mặt hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014-2019

Hội thảo khoa học Quốc gia Quản lý tài nguyên, môi trường và phát triển bền vững vùng Tây Bắc, Việt Nam XU HƯỚNG BIẾN ĐỘNG NHÓM THÔNG SỐ DO, TSS, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, FE, COLIFORM TRONG NƯỚC MẶT HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA GIAI ĐOẠN 2014 - 2019 Đỗ Xuân Đức1,2*, Lưu Đức Hải2, Đỗ Hữu Tuấn2 1 Trường Đại học Tây Bắc, Phường Quyết Tâm, TP. Sơn La, Tỉnh Sơn La, Việt Nam 2 Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 334, Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam *Email: doxuanduc@utb.edu.vn Tóm tắt: Trong thành phần nước mặt sông và hồ thủy điện có 3 nhóm chất cơ bản gồm nhóm vật lý (TSS), nhóm hóa học (pH, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, Fe), nhóm sinh học (Coliform). Sau khi tích nước vào hồ chứa năm 2012 để sản xuất điện tạo ra hồ chứa nhân tạo trên Sông Đà với diện tích 224 km2 mặt nước, mực nước dâng bình thường 215 m, dung tích chứa 9,26 tỷ m3, lưu vực hồ thủy điện Sơn La được xác định khoảng 11.075 km2. Nhà máy, đập và hồ thủy thủy điện Sơn La có ý nghĩa đặc biệt quan trọng về kinh tế - xã hội, quốc phòng, an ninh. Sử dụng phương pháp kiểm định phân phối chuẩn (Shapiro-Wilk) kết hợp với công cụ ngôn ngữ lập trình bằng phần mềm (R), xử lý bộ dữ liệu quan trắc nước mặt tại 18 điểm quan trắc, tần suất quan trắc 04 đợt/năm giai đoạn 2014 - 2019. Chứng minh được xu hướng biến động của 5 thông số DO, BOD, NH4, Fe, Coliform có tương quan thuận và gia tăng nồng độ theo thời gian, 6 thông số pH, TSS, COD, NO2-, NO3-, PO43, có tương quan nghịch theo xu hướng giảm nồng độ khi thời gian tăng. Vận dụng thang đo Likert và phương pháp phân tích thứ bậc AHP thiết lập được 12 tiêu chuẩn đánh giá làm cơ sở phân hạng giải pháp ưu tiên kiểm soát nước mặt và các nguồn thải có tác động trực tiếp đến xu hướng biến động chất lượng nước mặt của hồ thủy điện Sơn La. Từ khóa: Biến động nước mặt, hồ thủy điện, Sơn La, Việt Nam. 1. MỞ ĐẦU Thủy điện Sơn La (TĐSL) là một công trình quốc gia có ý nghĩa đặc biệt quan trọng về kinh tế - xã hội, quốc phòng và an ninh. Nhà máy TĐSL là 1 trong 6 nhà máy thủy điện ở Việt Nam trong danh mục nhà máy điện lớn, có ý nghĩa đặc biệt quan trọng về kinh tế - xã hội, quốc phòng, an ninh [1], và hồ TĐSL thuộc danh mục 1 trong 18 đập, hồ chứa nước quan trọng đặc biệt [2]. Công trình được khởi công xây dựng tháng 12/2005 hoàn thành tháng 12/2012 với công suất lắp máy 2.400 MW. Sau khi tích nước vào hồ chứa với mực nước dâng bình thường 215 m, dung tích chứa 9,26 tỷ m3, diện tích lưu vực lên đến 43.760 km2 trước năm 2016, sau ngăn đập thủy điện Lai Châu, diện tích lưu vực hồ TĐSL được xác định khoảng 11.075 km2, trong đó diện tích mặt hồ là 224 km2. Hồ thủy điện Sơn La, phần chứa nước quan trọng nhất của lưu vực, hồ có dạng sông chạy dọc theo lòng Sông Đà với chiều dài hồ 175,4 km, chiều rộng bình quân là 1,27 km. Khu vực lòng hồ mở rộng nhất thuộc huyện Quỳnh Nhai 4 km. Chiều rộng hẹp nhất là 1km, hồ chứa có độ sâu trung bình 77 m, sâu nhất 135m tại tuyến đập [3]. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước gồm: chỉ tiêu vật lý (TSS), chỉ tiêu hóa học pH, DO, BOD, COD, một số chỉ tiêu hóa học khác tồn tại dưới dạng amoni, nitrit, nitrat, kim loại nặng (Fe), các chỉ tiêu vi sinh của nước thường dùng Coliform để đánh giá khả năng bị ô nhiễm phân của nước [4]. Tại Việt Nam đánh giá chất lượng nước mặt hồ chứa thủy điện, áp dụng theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 08- MT: 2015/BTNMT) với 36 thông số đánh giá cho từng loại nước sử dụng với mục đích khác nhau [5]. Chất lượng nước phụ thuộc vào lưu vực cấp nước, bề mặt lưu vực sinh thủy, bất kì sự biến đổi nào trên một phần nào đó của lưu vực cũng có thể tác động tới dòng chảy trong sông ở hạ lưu cả về lượng và chất [6]. Theo nghiên cứu của Atobatele và cộng sự (2008), tính thời vụ về độ pH, độ dẫn, độ đục, nhiệt độ, oxy hòa tan là các thông số thay đổi theo mùa của hồ chứa nhiệt đới [7]. Varol M. và cs. (2012), chỉ ra thay đổi theo thời gian, không gian của 09 thông số (nhiệt độ nước, oxy hòa tan, pH, TSS, nitơ, nitrat, nitơ amoniac, tổng P, clorua, canxi trong nước hồ [8]). Pei ZhaoXiangyu và cs. (2013), xác nhận pH, Cond (DO) và (NH3- N) đầu ra hồ thấp hơn nước đầu vào [9]. Degefua và cs. (2011), các thông số chất lượng nước, các chất dinh dưỡng vô cơ thay đổi theo thời gian [10]. Trần Thiện Cường (2016), phân tích chất lượng nước sông Uông đưa ra kết luận nước sông đang bị ô nhiễm bởi hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (TSS), BOD5 và COD, (PO43-) , NO3- và Coliform do các hoạt động sản xuất, xả thải của một số ngành công nghiệp như khai thác
248 Đỗ Xuân Đức*, Lưu Đức Hải, Đỗ Hữu Tuấn than, nhiệt điện và sinh hoạt của người dân xung quanh [9]. Đỗ Xuân Đức và cs. (2019), phân tích quá trình biến thiên của các nhóm chỉ tiêu vật lý, hóa học, vi sinh, dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong nước hồ thủy điện Sơn La theo mùa giai đoạn 2010 - 2018 [12]. Hadjibiros K. và cs. (2005), chứng minh quản lý nước hồ chứa có nhiều chức năng tưới tiêu đất nông nghiệp, sản xuất thuỷ điện, cung cấp nước sinh hoạt, du lịch, chất lượng nước sinh thái và bảo tồn cảnh quan, đòi hỏi một quyết định đa tiêu chuẩn dựa trên phương pháp tiếp cận đa tiêu chí sử dụng [13]. Như vậy, các kết quả nghiên cứu chỉ ra, thay đổi chất lượng hồ chứa phụ thuộc vào thời gian, dung tích chứa và các hoạt động phát triển lưu vực. Nghiên cứu này phân tích xu hướng biến động của 11 thông số cơ bản gồm: pH, DO, TSS, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, Fe, Coliform theo thời gian, đồng thời thiết lập tiêu chuẩn đánh giá làm cơ sở phân hạng giải pháp ưu tiên để kiểm soát chất nước mặt hồ thủy điện Sơn La. 2. DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Dữ liệu quan trắc Dữ liệu chất lượng nước mặt hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 - 2019 tại 18 vị trí quan trắc, với tần số quan trắc 04 đợt/năm. Bảng 1. Vị trí lấy mẫu nước mặt lòng hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 -2019 TT Vị trí quan trắc TT Vị trí quan trắc TT Vị trí quan trắc 1 Hạ lưu đập Lai Châu 7 Hợp lưu Nậm Mức 13 Thị trấn Phiêng Lanh 2 Bản Trang xã Lê Lợi 8 Trên suối Nậm Mạ 14 Suối Nậm Giôn 3 Sông Nậm Na 9 Hợp lưu Nậm Mạ 15 Suối Nậm Mu 4 Suối Nậm Lay 10 Suối Cà Nàng 16 Hợp lưu Nậm Mu 5 Cầu Hang Tôm 11 Hợp lưu Cà Nàng 17 Thượng lưu đập 6 Sông Nậm Mức 12 Nghé Tỏng 18 Hạ lưu đập Nguồn: Tổng hợp trên sơ đồ 2.1 [14] GHI CHÚ: Hình 1. Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước mặt lòng hồ thủy điện Sơn La 2014 -2019 [14] 2.2. Xử lý dữ liệu quan trắc Kiểm định dữ liệu: Sử dụng kiểm định Shapiro-Wilk, xác nhận, trung bình 6 năm của bộ dữ liệu với 18 điểm quan trắc, tần suất quan trắc 04 đợt/năm trên hồ TĐSL giai đoạn 2014 - 2019 là phân phối chuẩn.
Xu hướng biến động nhóm thông số DO, TSS, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, Fe, Coliform 249 trong nước mặt hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 - 2019 Bảng 2. Kết quả kiểm định dữ liệu quan trắc chất lượng nước hồ 2014 - 2019 > shapiro.test(COD) Shapiro-Wilk normality test data: COD W = 0,98814, p-value = 0,9841 > shapiro.test(BOD) Shapiro-Wilk normality test data: BOD W = 0,94066, p-value = 0,6645 > shapiro.test(pH) Shapiro-Wilk normality test data: pH W = 0,9302, p-value = 0,5817 > shapiro.test(DO) Shapiro-Wilk normality test data: DO W = 0,93476, p-value = 0,6173 > shapiro.test(TSS) Shapiro-Wilk normality test data: TSS W = 0,91845, p-value = 0,4943 > shapiro.test(NH4) Shapiro-Wilk normality test data: NH4 W = 0,94697, p-value = 0,7157 > shapiro.test(NO2) Shapiro-Wilk normality test data: NO2 W = 0,94236, p-value = 0,6782 > shapiro.test(NO3) Shapiro-Wilk normality test data: NO3 W = 0,90785, p-value = 0,4224 > shapiro.test(PO4) Shapiro-Wilk normality test data: PO4 W = 0,94146, p-value = 0,671 > shapiro.test(Fe) Shapiro-Wilk normality test data: Fe W = 0,97046, p-value = 0,8955 > shapiro.test(Coliform) Shapiro-Wilk normality test data: ColiformW = 0,99366, p-value = 0,9962 Giá trị probability values (p-values) < 0,05 có ý nghĩa thống kê, lớn hơn 0,05, có tương quan nhưng không có ý nghĩa thống kê. Căn cứ các biến trung bình 6 năm của bộ dữ liệu quan trắc chất lượng nước mặt hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 - 2019 trình bày tại Bảng 2, chỉ ra dữ liệu chất lượng nước là phân phối chuẩn nên áp dụng phương pháp tính toán giá trị trung bình năm và độ lệch chuẩn của 11 thông số quan trắc giai đoạn 2014 - 2019. Sử dụng ngôn ngữ lập trình bằng phần mềm (R), tính toán tương quan 11 thông số theo thời gian, xác lập các biểu đồ độ lệch chuẩn và biểu đồ phân tích xu thế biến động theo năm của 11 thông số cơ bản gồm DO, TSS, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, Fe, Coliform trong nước hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 - 2019. 2.3. Xác lập điểm đánh giá Vận dụng theo thang đo Likert định lượng tiêu chuẩn, điểm đánh giá được xây dựng từ 1 - 5 điểm, đo lường ý kiến, nhận thức và hành vi, tương ứng với các mức phân loại: rất thấp, thấp, trung bình, cao, rất cao xây dựng cơ sở cho hệ thống trọng số đánh giá mức độ ưu tiên. 2.4. Phương pháp xác định trọng số Bước 1: Xác định tiêu chuẩn đánh giá: Áp dụng AHP [15]. Để xác định tiêu chuẩn đánh giá căn cứ trên kết quả tham khảo 100 ý kiến các bên liên quan. Bước 2: Xác định trung bình tỷ lệ theo điểm đánh giá của các lựa chọn tiêu chuẩn. Bước 3: Xác định trọng số của tiêu chuẩn dựa trên kết quả so sánh các cặp tiêu chuẩn đánh giá theo ma trận. Bước 4: Xác định tổng giá trị, phân hạng các giải pháp ưu tiên. 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Biến động thông số chất lượng nước hồ giai đoạn 2014 - 2019 3.1.1. Xu hướng biến động giữa các thông số nước hồ Hình 3.1 chỉ ra tương quan biến động giữa 11 thông số: pH, DO, TSS, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, Fe, Coliform trong nước hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 - 2019. pH có hệ số tương quan (R) nghịch với 5 thông số DO (-0,83), BOD (-0,99), NH4+ (-0,82), Fe (-0,79), Coliform (-0,94) và tương quan thuận với 5 thông số TSS với hệ số R tương ứng (0,99), COD (0,93), NO2- (0,98), NO3- (0,89), PO43- (0,98). DO có hệ số tương quan (R) thuận với 4 thông số là BOD (0,81), NH4+ (0,43), Fe (0,47), Coliform (0,75), và tương quan nghịch với 5 thông số TSS (-0,75), COD (-0,97), NO2- (-0,91), NO3- (-0,98), PO43- (-0,89). TSS có hệ số tương quan (R) nghịch với 4 thông số gồm BOD (-0,98), NH4+ (-0,89), Fe (-0,87), Coliform
250 Đỗ Xuân Đức*, Lưu Đức Hải, Đỗ Hữu Tuấn (-0,95) và tương quan thuận với 4 thông số là COD (0,88), NO2- (0,95), NO3- (0,86), PO43- (0,94). BOD có hệ số tương quan thuận (R) với 3 thông số là NH4+ (0,87), Fe (0,85), Coliform (0,97) và tương quan nghịch với 4 thông số gồm COD (-0,91), NO2- (-0,98), NO3- (-0,90), PO43- (-0,98). COD có hệ số tương quan nghịch (R) với 3 thông số NH4+ (-0,61), Fe (-0,61), Coliform (-0,86) và tương quan thuận với 3 thông số NO2-, NO3-, PO43- với cùng hệ số là (0,97). NH4 có hệ số tương quan thuận (R) với 2 thông số Fe (0,94), Coliform (0,89) và có hệ số tương quan nghịch với 3 thông số là NO2- (-0,75), NO3- (-0,64), PO43- (-0,79). NO2 có hệ số tương quan nghịch (R) với 2 thông số Fe (-0,74), Coliform (-0,94), và tương quan thuận với 2 thông số NO3- (0,95) và PO43- (0,99). NO3 có hệ số tương quan thuận (R) với 1 thông số PO43- (0,96) và tương quan nghịcH với 2 thông số Fe (-0,64) và Coliform (- 0,89). PO4 có hệ số tương quan nghịch (R) với 2 thông số Fe (-0,78), Coliform (-0,95). Fe có hệ số tương quan thuận (R) với Coliform (0,81). Hình 2. Hệ số tương quan 11 thông số chất lượng nước hồ thủy điện Sơn La 2014 - 2019 3.1.2. Xu hướng biến động các thông số nước hồ với thời gian Hình 1 chỉ ra hệ số tương quan tuyến tính của 11 thông số chất lượng nước hồ thủy điện Sơn La với thời gian giai đoạn 2014 - 2019. Kết quả cho thấy 6 thông số nước mặt có hệ số tương quan nghịch với thời gian gồm pH (-0,98), TSS (-0,91), COD (-0,99), NO2- (0,98), NO3-, (-0,97), PO43- (-0,98). Năm thông số tương quan thuận với thời gian với các hệ số R tương ứng DO (0,95), BOD (0,94), BOD (0,94), NH4 (0,67), Fe (0,68), Coliform (0,89). Bảng 3. Xu thế biến động nước hồ thủy điện Sơn La theo năm 2014 - 2019 Năm pH DO TSS BOD COD NH4 NO2 NO3 PO4 Fe Coliform 2014 7,85 4,43 21,8 4,21 12,49 0,026 0,034 0,432 0,114 0,231 273,5 2015 7,68 4,40 18,3 4,59 11,39 0,055 0,026 0,421 0,087 0,296 306,1 2016 7,71 4,61 19,05 4,61 10,27 0,048 0,024 0,266 0,074 0,284 318,9 2017 7,57 4,65 16,4 4,99 9,67 0,070 0,016 0,241 0,055 0,409 331,9 2018 7,47 4,80 15,3 5,26 8,36 0,078 0,0075 0,142 0,036 0,38 368,7 2019 7,46 5,04 15,8 5,13 6,91 0,052 0,0059 0,101 0,033 0,324 342 Tương -0,98 0,95 -0,91 0,94 -0,99 0,67 -0,98 -0,97 -0,98 0,68 0,89 quan
Xu hướng biến động nhóm thông số DO, TSS, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, Fe, Coliform 251 trong nước mặt hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 - 2019 Kết quả phân tích dữ liệu và thể hiện trên biểu đồ đường xu hướng của 11 thông số nước hồ TĐSL giai đoạn 2014 - 2019 như sau. pH có hệ số tương quan (-0,98), thời gian tăng pH giảm, Hình 2 chỉ ra phương trình y = - 0,0777x + 7,8953 của đường xu hướng pH với R2 = 0,918 ≈ 1, biểu đồ có độ tin cậy rất cao. Hệ số tương quan DO là (0,95), thời gian tăng DO tăng, Hình 3 chỉ ra ra phương trình y = 0,1226x + 4,226 của đường xu hướng DO với R2 = 0,9162 ≈ 1, biểu đồ có độ tin cậy rất cao. TSS có tương quan (-0,91), thời gian tăng TSS giảm, Hình 4 chỉ ra phương trình y = -1,19x +21,94 của đường xu hướng TSS với R2 = 0,8255 ≈1, biểu đồ có độ tin cậy cao. Hệ số tương quan của BOD là (0,94) BOD tăng theo thời gian, hình 5 chỉ ra phương trình y = 0,1997x + 4,0993 của đường xu hướng BOD với R2 = 0,8893 ≈ 1, biểu đồ có độ tin cậy cao. COD có hệ số tương quan (-0,99), thời gian tăng và COD giảm, Hình 6 chỉ ra phương trình y = -1,074x +13,607 của đường xu hướng COD với R2 = 0,9888 ≈1, biểu đồ có độ tin cậy rất cao. Hệ số tương quan NH4 (0,67), NH4 tăng theo thời gian, Hình 7 chỉ ra phương trình y = 0,0063x + 0,0327 của đường xu hướng NH4 với R2 = 0,4221, biểu đồ có độ tin cậy thấp. NO2 có hệ số tương quan (-0,98) thời gian tăng và NO2 giảm, Hình 8 chỉ ra phương trình y = - 0,0058x + 0,0393 của đường xu hướng NO2 với R2 = 0,9717, biểu đồ có độ tin cậy rất cao. Hệ số tương quan NO3 là (-0,97) thời gian tăng và NO3 giảm, Hình 9 chỉ ra phương trình y = -0,0719x + 0,5189 của đường xu hướng NO3 với R2 = 0,9547, biểu đồ có độ tin cậy rất cao. PO4 có hệ số tương quan (-0,98) thời gian tăng và PO4 giảm, Hình 10 chỉ ra phương trình y = - 0,0165x + 0,1242 của đường xu hướng PO4 với R2 = 0,9672, biểu đồ có độ tin cậy rất cao. Hệ số tương quan của Fe là (0,68), Fe tăng theo thời gian tăng, Hình 11 chỉ ra phương trình y = 0,0241x + 0,2365 của đường xu hướng Fe với R2 = 0,04749, biểu đồ có độ tin cậy thấp. Coliform có hệ số tương quan (0,89) Coliform tăng nồng độ theo thời gian, Hình 12 chỉ ra phương trình y = 15,523x +269,19 của đường xu hướng Coliform với R2 = 0,7987, biểu đồ có độ tin cậy tương đối cao. Hình 3. Xu hướng pH 2014 -2019 Hình 4. Xu hướng DO 2014 -2019 Hình 5. Xu hướng TSS 2014 -2019 Hình 6. Xu hướng BOD 2014 -2019
252 Đỗ Xuân Đức*, Lưu Đức Hải, Đỗ Hữu Tuấn Hình 7. Xu hướng COD 2014 -2019 Hình 8. Xu hướng NH4 2014 -2019 Hình 9. Xu hướng NO2 2014 -2019 Hình 10. Xu hướng NO3 2014 -2019 Hình 11. Xu hướng PO4 2014 -2019 Hình 12. Xu hướng Fe 2014 -2019
Xu hướng biến động nhóm thông số DO, TSS, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, Fe, Coliform 253 trong nước mặt hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 - 2019 Hình 13. Xu hướng Coliform 2014 -2019 Như vậy, biến động chất lượng nước hồ thủy điện Sơn La theo thời gian giai đoạn 2014 - 2019 chỉ ra quá trình thay đổi dòng chảy từ sông thành hồ, ảnh hưởng của nguồn nước đầu vào (hồ thủy điện Lai Châu (2016) trên Sông Đà và một số hồ thủy điện trên sông Nậm Mức, Nậm Na, Nậm Mu và tác động từ các nguồn thải nông nghiệp bán ngập, chăn nuôi, cá lồng, sinh hoạt dân cư, sa lắng không khí vào hồ). 3.2. Kiểm soát chất lượng nước mặt hồ thủy điện Sơn La 3.2.1. Xác định các tiêu chuẩn đánh giá Trong nghiên cứu này, dữ liệu thu được qua phỏng vấn chuyên sâu với chuyên gia, các cơ quan chuyên môn và quản lý tại địa phương, cộng đồng trực tiếp khai thác sử dụng tài nguyên và môi trường có tác động đến chất lượng nước hồ thủy điện Sơn La. Lựa chọn được ý kiến của nhà khoa học, chuyên gia (15); Doanh nghiệp (10); Cơ quan chuyên môn và quản lý địa phương (30); Cộng đồng cư dân địa phương trực tiếp khai thác sử dụng tài nguyên hồ (45), trong đó nuôi cá lồng (10), khai thác thủy sản (07), du lịch cộng đồng (07), vận tải đường thủy (02), canh tác bán ngập (07), canh tác đất dốc ven hồ (05), quản lý rừng ven hồ (07). Kết quả phân tích và tham vấn các bên, lựa chọn ra 7 tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng nước mặt và 5 tiêu chuẩn kiểm soát nguồn thải vào hồ gồm: tài chính quan trắc (A1), nhân lực quan trắc (A2), thiết bị quan trắc (A3), thông số vật lý nước (A4), thông số hóa học nước (A5), thông số vi sinh (A6), dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong nước (A7), nguồn thải sinh hoạt của dân cư và khách du lịch vào hồ (A8), nguồn thải chăn nuôi vào hồ (A9), nguồn thải cá lồng vào hồ (A10), nguồn thải trồng trọt vùng bán ngập (A11), lắng đọng không khí vào hồ (A12). 3.2.2. Xác định điểm đánh giá theo giá trị Likert giá và tỷ lệ trung bình các lựa chọn Căn cứ kết quả trên phiếu trả lời, xác định được mức điểm và giá trị trung bình của các lựa chọn theo giá trị Likert cho từng tiêu chuẩn. Bảng 4 trình bày kết quả lựa chọn theo giá trị Likert. Bảng 4. Số người trả lời và điểm lựa chọn theo giá trị Likert Số người trả lời Số điểm theo giá trị Likert Giá trị Tiêu lựa chọn theo giá trị Likert trung bình chuẩn 1 2 3 4 5 A1 1 1 2 45 51 1 2 6 180 255 89 A2 1 1 2 25 71 1 2 6 100 355 92,8 A3 1 1 3 55 40 1 2 9 220 200 86,4
254 Đỗ Xuân Đức*, Lưu Đức Hải, Đỗ Hữu Tuấn A4 2 3 6 45 44 2 6 18 180 220 85,2 A5 1 1 10 40 48 1 2 30 160 240 86,6 A6 4 5 8 29 54 4 10 24 116 270 84,8 A7 3 5 10 17 65 3 10 30 68 325 87,2 A8 1 4 20 30 45 1 8 60 120 225 82,8 A9 1 10 15 20 54 1 20 45 80 270 83,2 A10 10 4 12 45 29 10 8 36 180 145 75,8 A11 2 2 4 40 52 2 4 12 160 260 87,6 A12 3 3 40 20 34 3 6 80 60 170 63,8 3.2.3. Xác định trọng số các tiêu chuẩn đánh giá Sau khi xác định 12 tiêu chuẩn để kiểm soát chất lượng nước mặt và kiểm soát nguồn thải vào hồ thủy điện Sơn La, so sánh giữa các cặp các tiêu chuẩn áp dụng phương pháp phân tích thức bậc (AHP) để xác định trọng số các tiêu chuẩn. Bảng 5 trình bày so sánh cặp của tiêu chuẩn kiểm soát nước mặt và nguồn thải vào hồ. Bảng 5. So sánh cặp của tiêu chuẩn kiểm soát nước mặt và nguồn thải vào hồ Kiểm soát chất lượng nước mặt Tiêu A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 chuẩn Giá trị 89 92,8 86,4 85,2 86,6 84,8 87,2 A1 89 1,04 1,03 1,04 1,02 1,04 1,02 A2 92,8 1,07 1,08 1,07 1,09 1,06 A3 86,4 1,01 1,00 1,01 1,00 A4 85,2 1,01 1,00 1,02 A5 86,6 1,02 1,00 A6 84,8 1,02 A7 87,2 Kiểm soát nguồn thải vào hồ Tiêu Giá trị A8 A9 A10 A11 A12 chuẩn A8 82,8 82,8 83,2 75,8 87,6 63,8 A9 83,2 1,00 1,09 1,05 1,29 A10 75,8 1,09 1,05 1,30 A11 87,6 1,15 1,18 A12 63,8 1,37 Kết quả trọng số các tiêu chuẩn kiểm soát nước mặt và nguồn thải vào hồ thủy điện Sơn La sử dụng phương pháp AHP được trình bày trong Bảng 6.
Xu hướng biến động nhóm thông số DO, TSS, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, Fe, Coliform 255 trong nước mặt hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 - 2019 Bảng 6. Trọng số các tiêu chuẩn kiểm soát nước mặt và kiểm soát nguồn thải Tiêu chuẩn kiểm soát nước mặt Tiêu chuẩn kiểm soát nguồn thải Tiêu chuẩn Trọng số Tiêu chuẩn Trọng số A1 0,147 A8 0,215 A2 0,149 A9 0,215 A3 0,141 A10 0,205 A4 0,141 A11 0,202 A5 0,141 A12 0,163 A6 0,140 A7 0,140 3.2.4. Xác định tổng giá trị và phân hạng giải pháp ưu tiên Mỗi tiêu chuẩn đánh giá có trọng số khác nhau, tổng giá trị và phân hạng giải pháp ưu tiên được tính bằng cách nhân giá trị trọng số của các tiêu chuẩn với giá trị trung bình các lựa chọn. Tổng giá trị kiểm soát chất lượng nước mặt là TGTnuocmat = (TA1- A8 HA1-A8) (1), tổng giá trị kiểm soát nguồn thải vào hồ là TGTnguonthai = (TA8 - A12 HA8 - A12) (2). Kết quả phân hạng giải pháp ưu tiên kiểm soát chất lượng nước mặt và kiểm soát nguồn thải vào hồ được xác định gồm: A1 (13,08), A2 (13,82), A3 (12,18), A4 (12,01), A5 (12,21), A6 (11,87), A7 (12,20), A8 (17,80), A9 (17,88), A10 (15,53), A11 (17,69), A12 (10,39). Phân hạng ưu tiên kiểm soát nước mặt hồ thủy điện Sơn La 14 13.5 13 12.5 13.82 12 13.08 11.5 12.18 12.01 12.21 12.2 11.87 11 10.5 Tài chính Nhân lực Thiết bị quan Thông số vật Thông số hóa Thông số vi Dư lượng bảo quan trắc quan trắc trắc (A3) lý (A4) học (A5) sinh (A6) vệ thực vật (A1) (A2) (A7) Hình 14. Phân hạng giải pháp ưu tiên kiểm soát nước mặt hồ thủy điện Sơn La Kết quả phân hạng giải pháp ưu tiên kiểm soát chất lượng nước mặt hồ thủy điện Sơn La chỉ ra 3 yếu tố nguồn lực là nhân lực quan trắc A2 (13,82) được đánh giá là ưu tiên cao nhất, tiếp đến là tài chính quan trắc A1 (13,08), tiếp theo là thiết bị quan trắc A3 (12,18). Bốn giải pháp kỹ thuật kiểm soát chất lượng nước hồ được ưu tiên theo phân hạng gồm: thông số hóa học nước A5 (12,21), dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong nước A7 (12,20), thông số vật lý nước A4 (12,01), thông số vi sinh A6 (11,87). Kết quả phân hạng giải pháp ưu tiên kiểm soát nguồn thải vào hồ gồm: nguồn thải chăn nuôi vào hồ A9 (18,88), nguồn thải sinh hoạt của dân cư và khách du lịch vào hồ A8 (17,80), nguồn thải trồng trọt vùng bán ngập A11 (17,69), nguồn thải cá lồng vào hồ A10 (15,53), lắng đọng không khí vào hồ A12 (10,39).
256 Đỗ Xuân Đức*, Lưu Đức Hải, Đỗ Hữu Tuấn Giải pháp ưu tiên kiểm soát nguồn thải vào hồ 20 18 16 14 12 10 18.88 17.8 17.69 15.53 8 6 10.39 4 2 0 Nguồn thải sinh hoạt Nguồn thải chăn nuôi Nguồn thải cá lồng vào Nguồn thải trồng trọt Lắng đọng không khí vào hồ (A8) vào hồ (A9) hồ (A10) vùng bán ngập (A11), vào hồ (A12) Hình 15. Phân hạng giải pháp ưu tiên kiểm soát nguồn thải vào hồ thủy điện Sơn La Kết quả phân hạng giải pháp ưu tiên chỉ ra đối với kiểm soát chất lượng nước mặt, giữ vai trò là chủ đập và quản lý hồ, công ty thủy điện Sơn La cần ưu tiên nguồn lực tài chính, cho thực hiện quan trắc, lựa chọn hợp tác với các đơn vị chuyên môn có chất lượng nhân lực, thiết bị quan trắc, đồng thời cần xây dựng hệ thống quan trắc tự động. Chất lượng nước hồ chịu tác động trực tiếp từ các nguồn thải lưu vực và cần kết hợp nhiều giải pháp đồng bộ. Công ty thủy điện Sơn La cần có nguồn lực hỗ trợ kiểm soát nguồn thải lưu vực vào hồ, đây coi là ưu tiên chiến lược để kiểm soát chất lượng nước hồ thủy điện Sơn La. 4. KẾT LUẬN Nghiên cứu vận dụng được phương pháp kiểm định phân phối chuẩn (Shapiro-Wilk) và công cụ ngôn ngữ lập trình dữ liệu (R) để phân tích tương quan giữa các thông số theo thời gian tuyến tính để xác định được xu thế biến động của 11 thông số pH, DO, TSS, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, Fe, Coliform trong nước hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 - 2019. Kết quả phân tích chỉ ra quy luật biến đổi chất lượng nước mặt khi dòng chảy từ Sông Đà thành hồ thủy điện Sơn La. Nhóm thông số gồm DO, BOD, NH4, Fe, Coliform tương quan thuận và gia tăng nồng độ theo thời gian. Nhóm thông số còn lại bao gồm pH, TSS, COD, NO2-, NO3-, PO43, tương quan nghịch với thời gian có xu hướng giảm nồng độ khi thời gian tăng lên. Nghiên cứu xác lập được 12 tiêu chuẩn đánh giá gồm 3 tiêu chuẩn nguồn lực thực hiện quan trắc, 4 tiêu chuẩn kỹ thuật quan trắc đảm bảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt trên thông số vật lý, hóa học, sinh học, dư lượng bảo vệ thực vật trong nước mặt hồ. Và 5 tiêu chuẩn đánh giá kiểm soát nguồn thải tác có tác động trực tiếp đến chất lượng nước hồ là nguồn thải sinh hoạt dân cư, vật nuôi, cá lồng, canh tác nông nghiệp bán ngập, sa lắng không khí vào hồ. Phương pháp AHP được sử dụng để xác định trọng số các tiêu chuẩn đánh giá và phân hạng được các giải pháp ưu tiên sử dụng trong đánh giá kiểm soát chất lượng nước và các nguồn thải tác động trực tiếp đến xu hướng biến động nước mặt tại hồ thủy điện Sơn La. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Thủ tướng chính phủ, (2016). Quyết định số 2012/QĐ - TTg, ngày 24/10/2016, Phê duyệt Danh mục các nhà máy điện lớn, có ý nghĩa đặc biệt quan trọng về kinh tế - xã hội, quốc phòng, an ninh: Hà Nội, Việt Nam: 1-2. [2]. Thủ tướng chính phủ, (2019). Quyết định số 470/QĐ-TTg, ngày 26/04/2019, ban hành danh mục các đập, hồ chứa thủy điện thuộc loại đập, hồ chứa nước quan trọng đặc biệt: Hà Nội, Việt Nam: 1-2. [3]. Bộ Công nghiệp - Tập đoàn điện lực Việt Nam, (2006), Báo cáo đánh giá tác động môi trường dự án xây dựng công trình thủy điện Sơn La: Hà Nội, Việt Nam: 1-363. [4]. Đặng Kim Chi, (2006). Hóa học Môi trường, NXB Khoa học kỹ Thuật: Hà Nội, Việt Nam: 1- 262. [5]. Bộ Tài nguyên và Môi trường, (2015). Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt: QCVN 08- MT:2015/ BTNMT: Hà Nội, Việt Nam: 1-13.
Xu hướng biến động nhóm thông số DO, TSS, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, Fe, Coliform 257 trong nước mặt hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 - 2019 [6]. Nguyễn Thị Phương Loan, (2005). Giáo trình tài nguyên nước, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội, Việt Nam: 1- 105. [7]. Atobatele, Oluwatosin, E.Ugwumba, (2008). Seasonal variation in the physicochemistry of a small tropical reservoir (Aiba Reservoir, Iwo, Osun, Nigeria. African Journal of Biotechnology, 7(12): pp.1962-1971. [8]. Varol M, Gökot B, Bekleyen A, & Şen B, (2012). Spatial and temporal variations in surface water quality of the dam reservoirs in the Tigris River basin Turkey. Catena 92: pp. 11- 21. [9]. Pei ZhaoXiangyu, TangJialiang, Chao Wang, (2013). Assessing Water Quality of Three Gorges Reservoir, China, Over a Five-Year Period From 2006 to 2011. Water Resources Management, 27 (13): pp. 4545 - 4558. [10]. Degefu F, Mengistu S., Schagerl M, (2011). Influence of fish cage farming on water quality and plankton in fish ponds: A case study in the Rift Valley and North Shoa reservoirs, Ethiopia. Aquaculture, 316 (1-4): pp. 129-135. [11]. Trần Thiện Cường, (2016). Đánh giá chất lượng môi trường nước sông Uông, thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh. Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Các Khoa học Trái đất và Môi trường, 32 (1S): tr.65-69. [12]. Đỗ Xuân Đức, Lưu Đức Hải, Đỗ Hữu Tuấn, (2019). Diễn biến chất lượng nước hồ thủy điện Sơn La từ dữ liệu quan trắc môi trường (2010 - 2018). Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Các Khoa học Trái đất và Môi trường, 35(3), tr.1-21. [13]. Hadjibiros K, Katsiri A, Andreadakis A, Koutsoyiannis D, Stamou A, Christofides A, Efstratiadis A, Sargentis GF, (2005). Multi-criteria reservoir water management. Global Network for Environmental Science and Technology, 7(3): pp. 386 -394. [14]. Công ty thủy điện Sơn La, (2019). Báo cáo tổng hợp quan trắc chất lượng môi trường nhà máy thủy điện Sơn La 2010 - 2019: Sơn La, Việt Nam. [15]. Saaty TL, (1990). How to make a decision: The Analytic Hierarchy Process. European Journal of Operational Research, 48: pp. 9-26. THE TREND OF CHANGES IN PARAMETER GROUP DO, TSS, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, FE, COLIFORM OF SON LA HYDROPOWER RESERVOIR IN THE PERIOD 2014 - 2019 Do Xuan Duc1,2*, Luu Duc Hai2, Do Huu Tuan2 1 Tay Bac University, Quyet Tam Wards, Son La City, Son La Province, Vietnam 2 Faculty of Environmental Sciences, VNU University of Science, Vietnam National University, Hanoi, 334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam Corresponding author: doxuanduc@utb.edu.vn Abstract: In the composition of water surface of rivers and hydropower reservoirs, there are 3 basic groups of substances including: physical group (TSS), chemical group (pH, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, Fe), group biology (Coliform). After storing water into the reservoir in 2012 to generate electricity, creating an artificial reservoir on the Da River with an area of 224 km2 of water surface, normal water level rise 215 m, storage capacity 9.26 billion m3, reservoir basin Son La electricity is determined to be about 11,075 km2. The Son La hydroelectric plant and dam have special significance in terms of economy - society, national defense and security. Using Shapiro-Wilk data verification method combined with programming language tools using software (R) to process surface water monitoring data set at 18 monitoring points, monitoring frequency 04 times/year in the period 2014 - 2019. Thereby determining the fluctuation trend of 5 parameters DO, BOD, NH4, Fe, Coliform correlated positively and increase concentration over time, 6 parameters include pH, TSS, COD, NO2-, NO3-, PO43, inverse correlation tends to decrease concentration with increasing time. This study used Likert scale and AHP analysis method to establish 12 standards as the basis for classifying priority solutions to control surface water quality and direct impact waste source to the tendency to change water quality of Son La hydropower reservoir. Keywords: The trend of changes in surface water, hydropower reservoir, Son La, Vietnam.