TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

ÁP DỤNG CHỈ SỐ WQI ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN
CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG NHẬT LỆ,
TỈNH QUẢNG BÌNH GIAI ĐOẠN 2012 - 2015
<MSĐT: SV.36.15>

Họ, tên sinh viên chịu trách nhiệm chính: Trương Thu Huyền
Ngành học: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
Khoa: Nông - Lâm - Ngư

Quảng Bình, năm 2016

Khóa học: 55


TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

ÁP DỤNG CHỈ SỐ WQI ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN
CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG NHẬT LỆ,
TỈNH QUẢNG BÌNH GIAI ĐOẠN 2012 - 2015
<MSĐT: SV.36.15>

Thuộc nhóm ngành khoa học: Nghiên cứu ứng dụng
Nhóm sinh viên tham gia nghiên cứu đề tài:

LỜI CAM ĐOAN

Đề tài: “Áp dụng chỉ số WQI đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ,
tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2012 – 2015”

Chúng tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng chúng tôi, các
số liệu và kết quả nghiên cứu trong đề tài nghiên cứu khoa học là trung thực, dựa trên
cơ sở nghiên cứu lý thuyết và tham khảo các tài liệu liên quan. Đề tài này chưa từng
được công bố trong bất kì một công trình nào khác.


MỤC LỤC
MỤC LỤC ........................................................................................................................i
DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................................... iii
DANH MỤC ĐỒ THỊ ....................................................................................................iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH...............................................................................................v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................................vi
A. MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................................2
2.1. Mục tiêu tổng quát....................................................................................................2
2.2. Mục tiêu cụ thể .........................................................................................................2
3. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................................2
4. Nhiệm vụ nghiên cứu ..................................................................................................4
5. Giới hạn nghiên cứu ....................................................................................................4
6. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................4
6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết...........................................................................4
6.2. Phương pháp khảo sát thực địa.................................................................................4
6.3. Phương pháp thu thập số liệu ...................................................................................5
6.4. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................................5

2.2.1. Tại điểm quan trắc cầu Quán Hàu .......................................................................27
2.2.2. Tại điểm quan trắc cảng cá Nhật Lệ ....................................................................28
2.2.3 Tại điểm quan trắc cầu Nhật Lệ ...........................................................................28
C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................30
1. Kết luận......................................................................................................................30
2. Kiến nghị ...................................................................................................................31
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................32
PHỤ LỤC ......................................................................................................................33
ii


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. Đặc điểm vị trí quan trắc chất lượng nước mặt sông Nhật Lệ ...........................3
Bảng 2. Bảng quy định các giá trị qi, BPi ........................................................................6
Bảng 3. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa......................................7
Bảng 4. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH ...................................7
Bảng 5. Mức đánh giá chất lượng nước theo giá trị WQI ...............................................9
Bảng 6. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Quán Hàu năm 2012 ..............17
Bảng 7. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Nhật Lệ năm 2012 ................18
Bảng 8. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Quán Hàu năm 2013 ..............18
Bảng 9. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Nhật Lệ năm 2013 .................19
Bảng 10. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Quán Hàu năm 2014 ............19
Bảng 11. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cảng cá Nhật Lệ năm 2014.........20
Bảng 12. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Nhật Lệ năm 2014 ...............20
Bảng 13. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Quán Hàu năm 2015 ............21
Bảng 14. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cảng cá Nhật Lệ năm 2015.........21
Bảng 15. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Nhật Lệ năm 2015 ...............22
Bảng 16. Kết quả tính toán chỉ số WQI năm 2012........................................................22
Bảng 17. Kết quả tính toán chỉ số WQI năm 2013........................................................23
Bảng 18. Kết quả tính toán chỉ số WQI năm 2014........................................................23

COD: Nhu cầu Oxy hóa học
DO: Oxy hòa tan
N – NH4 : Amoni (tính theo Nitơ)
PGS. TS: Phó giáo sư tiến sĩ
P - PO4 : Photphas (tính theo Photpho)
QĐ: Quyết định
SS: Tổng chất rắn lơ lửng
TCMT: Tổng cục môi trường
WQI: Water Quality Indext

vi


A. MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Tài nguyên nước mặt bao gồm sông, suối, ao hồ là một loại tài nguyên thiên
nhiên quý giá, là động lực chủ yếu chi phối mọi hoạt động dân sinh kinh tế của con
người. Tuy nhiên, hiện nay tài nguyên nước mặt đang chịu tác động trực tiếp của các
nguồn gây ô nhiễm như: nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp... Do đó, vấn đề
phát triển bền vững tài nguyên nước là vấn đề cấp thiết. Để có cơ sở đề xuất các biện
pháp sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên nước cần phải tiến hành đánh giá chất lượng
nước nguồn nước mặt.
Trước đây, việc đánh giá chất lượng nước và mức độ ô nhiễm của các thủy vực
thường dựa vào phân tích các chỉ số chất lượng nước riêng biệt và so sánh với giá trị
giới hạn được quyết định trong các tiêu chuẩn, quy chuẩn trong nước và quốc tế. Cách
làm này có nhiều hạn chế. Thứ nhất, đánh giá nhiều thông số riêng biệt không nói lên
chất lượng nước tổng quát của con sông. Thứ hai, với các thông số riêng lẻ, có thông
số đạt và có thông số vượt tiêu chuẩn cho phép nên việc đánh giá chất lượng nước
sông chỉ có các nhà khoa học có chuyên môn mới hiểu được. Do vậy, sẽ khó thông tin
tình trạng chất lượng nước sông cho công chúng, gây khó khăn khi các nhà quản lý

- Đánh giá được diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình;
- Đánh giá được khả năng sử dụng của nguồn nước sông Nhật Lệ.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Tính toán được chỉ số WQI cho sông Nhật Lệ qua các đợt quan trắc từ năm
2012-2015;
- Đánh giá được diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình từ
năm 2012-2015.
3. Đối tượng nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: sông Nhật Lệ (cụ thể tại 3 điểm: Cầu Quán Hàu, cảng cá
Nhật Lệ, cầu Nhật Lệ).
Sông Nhật Lệ là hệ thống sông lớn thứ 2 của tỉnh Quảng Bình, sau hệ thống sông
Gianh. Sông Nhật Lệ nhận nước từ 2 con sông chính là sông Kiến Giang và sông Long
Đại. Đoạn sông mang tên Nhật Lệ được tính từ ngã ba sông Long Đại (cách cầu Long
Đại 1,5km) về đến cửa Nhật Lệ (Đồng Hới) dài 17km. Nếu tính từ nguồn Kiến Giang
về đến cửa Nhật Lệ có chiều dài 96km. Hệ thống sông Nhật Lệ có lưu vực rộng
2.647km2. Hệ thống sông bao gồm 24 phụ lưu lớn nhỏ, độ rộng bình quân của lưu vực
45km2, bình quân sông, suối trong lưu vực có chiều dài 0,84 km/km2.[2]

2


Hình 1. Sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình
Nước sông Nhật Lệ có nguy cơ bị ô nhiễm do chịu tác động của nhiều nguồn gây
ô nhiễm như: chất thải từ hoạt động của tàu thuyền, nước thải từ hoạt động của nhà
hàng nổi, nước thải sinh hoạt từ khu vực chợ Đồng Hới, nước thải từ các trung tâm đô
thị như thị trấn Quán Hàu và đặc biệt là thành phố Đồng Hới.
Hiện nay, sông Nhật Lệ có 3 vị trí tiến hành quan trắc các chỉ tiêu chất lượng
nước mặt. Nhóm đã tiến hành khảo sát thực tế để xác định đặc điểm của 3 vị trí quan
trắc và đồng thời xác định được các loại nguồn thải có khả năng gây ảnh hưởng đến
chất lượng nước sông Nhật Lệ.

E:106037’37.8”)

Có hoạt động của một số tàu thuyền qua lại, cách
khu vực chợ Đồng Hới khoảng 1,5km về phía
Nam.

4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Đánh giá hiện trạng chất lượng nước sông Nhật Lệ trong năm 2015 theo 4 đợt
quan trắc vào các tháng 3, 6, 9, 11 năm 2015;
- Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ theo 4 đợt quan trắc vào các
tháng 3, 6, 9, 11 năm 2015 của 3 vị trí quan trắc: tại cầu Quán Hàu, cảng cá Nhật Lệ
và cầu Nhật Lệ;
- Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ từ năm 2012-2015.
5. Giới hạn nghiên cứu
Trong quá trình nghiên cứu đề tài “Áp dụng chỉ số WQI đánh giá diễn biến chất
lượng nước sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2012-2015”được giới hạn về các
vấn đề sau:
- Về không gian: Sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình (cụ thể 3 điểm quan trắc là: cầu
Quán Hàu, cảng cá Nhật Lệ và cầu Nhật Lệ);
- Về thời gian: Từ năm 2012-2015.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Tìm kiếm, nghiên cứu các tài liệu liên quan đến các phương pháp đánh giá chất
lượng nước, các phương pháp tính chỉ số chất lượng nước WQI, những ứng dụng của
chỉ số chất lượng nước WQI.
6.2. Phương pháp khảo sát thực địa
Tiến hành khảo sát thực tế vị trí các điểm quan trắc chất lượng nước sông Nhật
Lệ: cầu Quán Hàu, cảng cá Nhật Lệ và cầu Nhật Lệ;
Tiến hành khảo sát dọc chiều dài sông từ ngã ba sông đến cửa sông Nhật Lệ để
xác định các loại nguồn thải thải ra sông Nhật Lệ.

WQI SI 

qi  qi 1
BPi 1  C p   qi 1
BPi  1  BPi

Trong đó:

5

( 1)


BPi: Nồng độ giới hạn dưới của giá trị thông số quan trắc được quy định trong
bảng 1 tương ứng với mức i;
BPi+1: Nồng độ giới hạn trên của giá trị thông số quan trắc được quy định trong
bảng 1 tương ứng với mức i+1;
qi: Giá trị WQI ở mức i đã cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi ;
qi+1: Giá trị WQI ở mức i+1 cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi+1;
Cp: Giá trị của thông số quan trắc được đưa vào tính toán.
Bảng 2. Bảng quy định các giá trị qi, BPi
Giá trị BPi quy định đối với từng thông số
I

qi

BOD5

COD


≤10

≤0,1

≤0,1

≤5

≤20

≤2500

2

75

6

15

0,2

0,2

20

30

5000


70

100

10.000

5

1

≥50

≥80

≥5

≥6

≥100

>100

>10.000

Ghi chú: Trường hợp giá trị Cp của thông số trùng với giá trị BPi đã cho trong
bảng, thì xác định được WQI của thông số chính bằng giá trị qi tương ứng.
* Tính giá trị WQI đối với thông số DO (WQIDO): tính toán thông qua giá trị DO
% bão hòa.
Bước 1: Tính toán giá trị DO % bão hòa:
- Tính giá trị DO bão hòa:




(4)

Trong đó:
Cp: giá trị DO % bão hòa;
BPi, BPi+1, qi, qi+1 là các giá trị tương ứng với mức i, i+1 trong Bảng 3.
Bảng 3. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa
I

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10


75

100

100

75

50

25

1

Nếu giá trị DO% bão hòa ≤ 20 thì WQIDO bằng 1;
Nếu 20< giá trị DO% bão hòa< 88 thì WQIDO được tính theo công thức (4) và sử
dụng Bảng 3;
Nếu 88≤ giá trị DO% bão hòa≤ 112 thì WQIDO bằng 100;
Nếu 112< giá trị DO% bão hòa< 200 thì WQIDO được tính theo công thức (1) và sử
dụng Bảng 3;
Nếu giá trị DO% bão hòa ≥200 thì WQIDO bằng 1.
* Tính giá trị WQI đối với thông số pH
Bảng 4. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH
I

1

2


qi

1

7

1


Nếu giá trị pH≤5,5 thì WQIpH bằng 1;
Nếu 5,5< giá trị pH
0 – 25

Mức đánh giá chất lượng nước
Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt
Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng
cần các biện pháp xử lý phù hợp
Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích
tương đương khác
Sử dụng cho giao thông thủy và các mục đích
tương đương khác
Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý
trong tương lai

Màu
Rất tốt
Tốt

Trung bình

Ô nhiễm

Rất ô nhiễm

7. Đóng góp của đề tài
7.1. Về mặt khoa học
- Đề tài là cơ sở lý luận để phục vụ cho việc đánh giá chất lượng nước sông Nhật
Lệ, tỉnh Quảng Bình;
- Đề tài là tư liệu để phục vụ cho việc nghiên cứu, học tập của sinh viên.
7.2. Về mặt thực tiễn
- Đánh giá được hiện trạng, diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng

1850 được coi là nghiên cứu đầu tiên về WQI.
Chỉ số Horton ( 1965) là chỉ số WQI đầu tiên được xây dựng trên thang số.
Hiện nay, có rất nhiều quốc gia, địa phương xây dựng và áp dụng chỉ số WQI.
Thông qua một mô hình tính toán, từ các thông số khác nhau ta thu được một chỉ số
duy nhất. Sau đó chất lượng nước có thể được so sánh với nhau thông qua chỉ số đó.
Đây là phương pháp đơn giản so với việc phân tích một loạt các thông số.
∙ Các ứng dụng chủ yếu của WQI bao gồm:
- Phục vụ quá trình ra quyết định: WQI có thể được sử dụng là cơ sở cho việc ra
các quyết định phân bổ tài chính và xác định các vấn đề ưu tiên;
- Phân vùng chất lượng nước;
- Thực thi tiêu chuẩn: WQI có thể đánh giá được mức độ đáp ứng/ không đáp
ứng của chất lượng nước đối với tiêu chuẩn hiện hành;
10


- Phân tích diễn biến chất lượng nước theo không gian và thời gian;
- Công bố thông tin cho cộng đồng;
- Nghiên cứu khoa học: các nghiên cứu chuyên sâu về chất lượng nước thường
không sử dụng WQI, tuy nhiên WQI có thể sử dụng cho các nghiên cứu vĩ mô khác
như đánh giá tác động của quá trình đô thị hóa đến chất lượng nước khu vực, đánh giá
hiệu quả kiểm soát phát thải, …
WQI là một phương tiện có khả năng tập hợp một lượng lớn các số liệu, thông tin
về chất lượng nước, đơn giản hóa các số liệu chất lượng nước để cung cấp thông tin
dưới dạng dễ hiểu, dễ sử dụng cho các cơ quan quản lý tài nguyên nước, môi trường và
công chúng. [4]
Chỉ số tổng hợp tính toán trên cơ sở nhiều chỉ tiêu cho ta một đánh giá tổng quan.
Chỉ số chất lượng nước thông thường là một con số nằm trong khoảng từ 1–100, nếu
con số càng lớn chứng tỏ chất lượng nước càng tốt. Thông thường chỉ số trên 80 chứng
tỏ môi trường nước đạt chất lượng; chỉ số nằm trong khoảng 40 – 80 là ở mức giới hạn
và nếu nhỏ hơn 40 là ở mức đáng lo ngại. Ứng dụng lớn nhất của chỉ số chất lượng là

8.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chỉ số WQI của một số quốc gia trên Thế
giới [1]
Có rất nhiều quốc gia đã đưa áp dụng WQI vào thực tiễn, cũng như có nhiều các
nhà khoa học nghiên cứu về các mô hình WQI.
Hoa Kỳ: WQI được xây dựng cho mỗi bang, đa số các bang tiếp cận theo phương
pháp của Qũy Vệ sinh quốc gia Mỹ( Naitional Sanitation Foundation – NSF) – sau đây
gọi tắt là WQI–NSF. WQI- NSF được xây dựng bằng cách sử dụng kỹ thuật Delphi
của tập đoàn Rand, thu nhận và tổng hợp ý kiến của một số đông các chuyên gia khắp
nước Mỹ để lựa chọn các thông số CLN quyết định sau đó xác lập phần trọng lượng
đóng góp của từng thông số (vai trò quan trọng của thông số - wi) và tiến hành xây
dựng các đồ thị chuyển đổi từ các giá trị đo được của thông số sang chỉ số phụ (qi).
WQI-NSF được xây dựng rất khoa học dựa trên ý kiến số đông các nhà khoa học về
chất lượng nước, có tính đến vai trò (trọng số) của các thông số tham gia trong WQI và
so sánh các kết quả với giá trị chuẩn (mục tiêu CLN) qua giản đồ tính chỉ số phụ (qi).
Canada: Phương pháp do cơ quan Bảo vệ môi trường Canada( The Canadian
Countcill of Ministers of the Environment - CCME 2001) đã xây dựng. WQI-CCME
được xây dựng dựa trên rất nhiều số liệu khác nhau sử dụng một quy trình thống kê
với tối thiểu 4 thông số và 3 hệ số chính (F1-phạm vi, F2-tần suất và F3-biên độ của
các kết quả không đáp ứng được các mục tiêu CLN- giới hạn chuẩn). WQI-CCME là
một công thức rất định lượng và việc sử dụng hết sức thuận tiện với các thông số cùng
các giá trị chuẩn (mục tiêu CLN) của chúng có thể dễ dàng đưa vào WQI-CCME để
tính tóan tự động. Tuy nhiên, trong WQI-CCME, vai trò của các thông số CLN trong
12


WQI được coi như nhau, mặc dù trong thực tế các thành phần CLN có vai trò khác
nhau đối với nguồn nước ví dụ như thành phần chất rắn lơ lửng không có ý nghĩa quan
trọng đối với CLN nguồn nước như thành phần Oxy hòa tan.
Châu Âu: Các quốc gia ở châu Âu chủ yếu được xây dựng phát triển từ WQI –
NSF (của Hoa Kỳ), tuy nhiên mỗi Quốc gia – địa phương lựa chọn các thông số và


Qua tình hình nghiên cứu và áp dụng chỉ số WQI ở nước ta cho thấy phương
pháp tính toán chỉ số WQI được đề xuất dựa trên những phương pháp luận về WQI áp
dụng phổ biến nhất hiện nay. Vì vậy, đây là phương pháp có sơ sở khoa học vững
chắc. Kết quả từ các mô hình áp dụng chỉ số WQI cho thấy phương pháp WQI là phù
hợp trong việc đánh giá hiện trạng, diễn biến chất lượng nước và phân vùng chất lượng
nước.

14


B. NỘI DUNG
CHƯƠNG I: KẾT QUẢ KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN WQI
CHO SÔNG NHẬT LỆ
1.1. Các nguồn gây ô nhiễm nước sông Nhật Lệ
Kết quả khảo sát thực tế cho thấy, nước sông Nhật Lệ chịu tác động của chất thải
sinh hoạt và sản xuất của con người, từ hoạt động của các nhà hàng nổi, tàu thuyền và
hoạt động khai thác cát.

Hình 2. Rác thải đổ ra hai bên bờ

Hình 3. Hoạt động của tàu thuyền

sông

Hình 4. Hoạt động của các nhà hàng

Hình 5. Hoạt động khai thác cát

nổi trên sông