Giáo trình tài nguyên nước lục địa – Nguyễn Võ Châu Ngân

I.GIỚI THIỆU

Giáo Trình Tài Nguyên Nước Lục Địa (NXB Cần Thơ 2003) – Nguyễn Võ Châu Ngân, 195 Trang

Nhằm giúp các em sinh viên nắm được một số kiến thức đại cương về tài nguyên nước, sự ô nhiễm môi trường nước, việc ngăn ngừa ô nhiễm nguồn nước và công tác quản lý tài nguyên nước. Tác giả biên soạn quyển giáo trình “TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA” làm tài liệu học tập dành cho sinh viên chuyên ngành Khoa học Môi trường. Ngoài ra sinh viên các chuyên ngành có liên quan cũng có thể sử dụng để tham khảo trong quá trình học tập.

Cuốn sách này được biên soạn nhằm mục đích phục vụ cho công tác giảng dạy và học tập của cán bộ, sinh viên và các học viên sau đại học chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường.

Giáo trình tài nguyên nước lục địa - Nguyễn Võ Châu Ngân

Giáo trình tài nguyên nước lục địa – Nguyễn Võ Châu Ngân

II. MỤC LỤC

MỤC LỤC

THÔNG TIN VỀ TÁC GIẢ ……………………………………………………………………………………1

MỤC LỤC ……………………………………………………………………………………………………………2

DANH SÁCH BẢNG…………………………………………………………………………………………….8

DANH SÁCH HÌNH ……………………………………………………………………………………………10

DANH SÁCH KHUNG………………………………………………………………………………………..12

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT ………………………………………………………………………………13

LỜI NÓI ĐẦUU …………………………………………………………………………………………………….15

CHƯƠNG I: TÀI NGUYÊN NƯỚC………………………………………………………………………17

I.1. NHU CẦU VỀ NƯỚC ………………………………………………………………………………..17

I.1.1. Môi trường nước tự nhiên ………………………………………………………………………17

I.1.2. Nhu cầu sử dụng nước……………………………………………………………………………17

I.1.3. Nhu cầu nước trong tương lai …………………………………………………………………22

I.2. TÀI NGUYÊN NƯỚC – LƯỢNG NƯỚC CÓ THỂ KHAI THÁC……………………24

I.2.1. Chu trình thủy văn ………………………………………………………………………………..25

a) Định nghĩa …………………………………………………………………………………………….25

b) Đặc điểm……………………………………………………………………………………………….27

I.2.2. Đánh giá tài nguyên nước ………………………………………………………………………29

I.3. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NƯỚC………………………………………………………..35

I.3.1. Nguyên tắc …………………………………………………………………………………………..35

I.3.2. Phương trình cân bằng nước thông dụng ………………………………………………….36

I.3.3. Phương trình cân bằng nước một lưu vực trong một thời đoạn bất kỳ………….36

a) Lưu vực kín……………………………………………………………………………………………36

b) Lưu vực hở ……………………………………………………………………………………………37

I.3.4. Phương trình cân bằng nước trong nhiều năm…………………………………………..37

I.4. QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC ……………………………………………………………….38

I.4.1. Khoa học quản lý môi trường …………………………………………………………………38

I.4.2. Quản lý tài nguyên nước ………………………………………………………………………..39

1. Yêu cầu quản lý ……………………………………………………………………………………..39

2. Giáo dục trong cộng đồng………………………………………………………………………..40

3. Tăng cường khả năng tự làm sạch của nguồn nước …………………………………….40

I.4.3.Các chính sách liên quan đến tài nguyên nước ở Việt Nam …………………………40

a) Các chính sách và chiến lược cấp quốc gia ………………………………………………..40

b) Các thể chế chính trong quản lý nguồn nước ……………………………………………..42

c) Các tiêu chuẩn về chất lượng nước……………………………………………………………44

I.5. CÂU HỎI ÔN TẬP……………………………………………………………………………………..45

CHƯƠNG II: TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT ……………………………………………………………46

II.1. SỰ HÌNH THÀNH DÒNG CHẢY SÔNG NGÒI………………………………………….46

II.1.1. Hệ thống sông ngòi………………………………………………………………………………46

II.1.2. Lưu vực sông ………………………………………………………………………………………47

2

a) Đường phân nước của lưu vực …………………………………………………………………48

b) Các đặc trưng của lưu vực……………………………………………………………………….48

c) Đặc trưng của dòng sông …………………………………………………………………………49

II.2. SỰ HÌNH THÀNH DÒNG CHẢY SÔNG NGÒI………………………………………….51

II.2.1. Dòng chảy sông ngòi ……………………………………………………………………………51

a) Định nghĩa …………………………………………………………………………………………….51

b) Các đặc trưng biểu thị dòng chảy……………………………………………………………..52

II.2.2. Các quá trình tạo thành dòng chảy …………………………………………………………53

a) Quá trình mưa ………………………………………………………………………………………..53

b) Quá trình tổn thất……………………………………………………………………………………53

c) Quá trình chảy tràn trên sườn dốc …………………………………………………………….54

d) Quá trình tập trung dòng chảy………………………………………………………………….54

II.3. NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN DÒNG CHẢY ………………………………..55

II.3.1. Yếu tố khí hậu……………………………………………………………………………………..55

a) Chế độ bức xạ ………………………………………………………………………………………..55

b) Chế độ nhiệt…………………………………………………………………………………………..56

c) Áp suất không khí…………………………………………………………………………………..57

d) Gió ……………………………………………………………………………………………………….57

e) Bão……………………………………………………………………………………………………….58

f) Độ ẩm không khí…………………………………………………………………………………….58

g) Bốc hơi …………………………………………………………………………………………………59

h) Mưa………………………………………………………………………………………………………61

II.3.2. Yếu tố mặt đệm……………………………………………………………………………………62

a) Vị trí địa lý và địa hình của khu vực …………………………………………………………62

b) Đặc tính thổ nhưỡng và địa chất của lưu vực……………………………………………..62

c) Lớp phủ thực vật…………………………………………………………………………………….63

d) Hồ ao và đầm lầy……………………………………………………………………………………63

e) Hoạt động của con người…………………………………………………………………………63

II.4. TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT TẠI VIỆT NAM …………………………………………….64

II.4.1. Việt Nam có nguồn nước mặt phong phú………………………………………………..64

II.4.2. Những khó khăn trong khai thác nguồn nước mặt ……………………………………67

II.5. CÂU HỎI ÔN TẬP ……………………………………………………………………………………77

CHƯƠNG III: TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM………………………………………………………..78

III.1. SỰ XUẤT HIỆN NƯỚC NGẦM……………………………………………………………….78

III.1.1. Một số khái nệm về nước ngầm ……………………………………………………………78

III.1.2. Phân loại hệ tầng ngậm nước ……………………………………………………………….80

III.1.3. Dòng chảy ngầm……………………………………………………………………………..83

III.2. PHÂN BỐ NƯỚC NGẦM THEO PHƯƠNG THẲNG ĐỨNG……………………..84

III.2.1. Vùng thoáng khí …………………………………………………………………………………84

a) Vùng rễ cây……………………………………………………………………………………………84

3

b) Vùng trung gian……………………………………………………………………………………..85

c) Vùng mao dẫn………………………………………………………………………………………..85

III.2.2. Vùng bão hòa……………………………………………………………………………………..85

a) Hệ số giữ nước……………………………………………………………………………………….85

b) Hệ số thoát nước…………………………………………………………………………………….86

c) Hệ số chứa nước …………………………………………………………………………………….86

III.3. CÁC HỆ TẦNG ĐỊA CHẤT NGẬM NƯỚC ………………………………………………86

III.3.1. Bồi tích phù sa ……………………………………………………………………………………86

III.3.2. Đá vôi ……………………………………………………………………………………………….87

III.3.3. Đá do núi lửa hình thành ……………………………………………………………………..87

III.3.4. Đá cát………………………………………………………………………………………………..87

III.3.5. Hóa thạch và đá biến chất…………………………………………………………………….87

III.3.6. Đất sét……………………………………………………………………………………………….88

III.3.7. Lưu vực nước ngầm…………………………………………………………………………….88

III.4. PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN NƯỚC NGẦM……………………………………………….88

III.4.1. Định luật thấm……………………………………………………………………………………88

III.4.2. Phương trình thấm cơ bản ……………………………………………………………………89

III.5. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MỰC NƯỚC NGẦM …………………………..90

III.5.1. Yếu tố khí tượng…………………………………………………………………………………90

a) Áp suất khí quyển …………………………………………………………………………………..90

b) Mưa………………………………………………………………………………………………………92

c) Gió ……………………………………………………………………………………………………….92

III.5.2. Ảnh hưởng của thủy triều…………………………………………………………………….92

III.5.3. Ảnh hưởng đô thị hóa………………………………………………………………………….93

III.6. TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM Ở NƯỚC TA ……………………………………………..94

III.6.1. Trữ lượng nước ngầm …………………………………………………………………………….94

III.6.2. Động thái tầng nước ngầm ………………………………………………………………….96

a) Đồng bằng Bắc bộ ………………………………………………………………………………….96

b) Đồng bằng Nam Bộ………………………………………………………………………………..99

c) Vùng Tây Nguyên…………………………………………………………………………………103

III.6.3. Khai thác nguồn nước ngầm……………………………………………………………….104

III.7. CÂU HỎI ÔN TẬP…………………………………………………………………………………107

CHƯƠNG IV: CÁC VẤN ĐỀ VỀ Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC………………………………108

IV.1. Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC……………………………………………………………………..108

IV.1.1. Thế nào là ô nhiễm nguồn nước………………………………………………………….108

a) Định nghĩa …………………………………………………………………………………………..108

b) Quá trình gây ô nhiễm chất lượng nước…………………………………………………..109

IV.1.2. Phân loại nguồn gây ô nhiễm……………………………………………………………..110

a) Nguồn xác định (point sources)………………………………………………………………110

b) Nguồn không xác định (non-point sources)……………………………………………..111

4

IV.2. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC………………………………..112

IV.2.1. Đặc điểm lý học………………………………………………………………………………..113

a) Nhiệt độ ……………………………………………………………………………………………… 113

c) Chất rắn lơ lửng ……………………………………………………………………………………114

d) Ðộ đục ………………………………………………………………………………………………..114

e) Mùi và vị……………………………………………………………………………………………..115

f) Trọng lượng riêng …………………………………………………………………………………115

IV.2.2. Đặc điểm hóa học……………………………………………………………………………..115

a) Độ cứng……………………………………………………………………………………………….116

b) Độ pH …………………………………………………………………………………………………117

c) Muối kim loại ………………………………………………………………………………………117

d) Các hợp chất của nitơ ……………………………………………………………………………117

e) Khí hòa tan…………………………………………………………………………………………..118

IV.2.3. Đặc điểm sinh học…………………………………………………………………………….118

a) Vi khuẩn và sinh vật khác trong nước ……………………………………………………..118

b) Các vi sinh vật chỉ thị việc nhiễm bẩn nguồn nước bởi phân ……………………..119

IV.3. CÁC NGUỒN GÂY NHIỄM BẨN CHẤT LƯỢNG NƯỚC……………………….120

IV.3.1. Nguồn nhiễm bẩn do sinh hoạt……………………………………………………………120

a) Nước thải từ khu dân cư ………………………………………………………………………..120

b) Sự rò rỉ của hệ thống cống dẫn……………………………………………………………….121

c) Chất thải rắn…………………………………………………………………………………………122

IV.3.2. Nguồn ô nhiễm do công nghiệp ………………………………………………………….124

a) Nước thải công nghiệp…………………………………………………………………………..124

b) Thẩm lậu qua bể chứa và ống dẫn…………………………………………………………..128

c) Hoạt động khai khoáng …………………………………………………………………………128

d) Khai thác dầu mỏ …………………………………………………………………………………130

IV.3.3. Nguồn ô nhiễm do nông nghiệp …………………………………………………………131

a) Chảy tràn do mưa …………………………………………………………………………………131

b) Nước tưới tiêu và chất thải động vật ……………………………………………………….132

c) Phân bón và các loại thuốc trừ sâu ………………………………………………………….132

IV.2.4. Ô nhiễm vi sinh vật trong nước ngầm………………………………………………….135

a) Tổng quan ……………………………………………………………………………………………135

b) Các nguồn gây bệnh từ nước ngầm…………………………………………………………135

c) Di chuyển của vi sinh vật ………………………………………………………………………136

IV.4. CÂU HỎI ÔN TẬP…………………………………………………………………………………138

CHƯƠNG V: BẢO VỆ CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC……………………………………..139

V.1. CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC………………………………………………………………139

V.1.1. Chất lượng nước uống ………………………………………………………………………..139

V.1.2. Nước dùng cho các ngành công nghiệp…………………………………………………141

V.1.3. Nước cho sản xuất nông nghiệp …………………………………………………………..142

5

V.1.4. Nước cho đời sống thủy sinh……………………………………………………………….147

V.2. QUÁ TRÌNH TỰ LÀM SẠCH NƯỚC MẶT ……………………………………………..149

V.2.1. Hiện tượng tự làm sạch……………………………………………………………………….149

V.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của dòng chảy………………150

a) Nồng độ oxy hòa tan……………………………………………………………………………..150

b) Loại chất hữu cơ…………………………………………………………………………………..151

c) Lực sinh học ………………………………………………………………………………………..151

d) Các chất độc ………………………………………………………………………………………..152

e) Các đặc tính vật lý của dòng chảy …………………………………………………………..152

f) Sự pha loãng…………………………………………………………………………………………152

g) Các điều kiện thời tiết khí hậu………………………………………………………………..152

h) Sự lắng đọng………………………………………………………………………………………..152

i) Nhiệt độ ……………………………………………………………………………………………….152

V.3. QUẢN LÝ LƯU VỰC NƯỚC NGẦM………………………………………………………153

V.3.1. Những nội dung về quản lý lưu vực nước ngầm…………………………………….153

V.3.2. Quá trình tự làm sạch của nước ngầm…………………………………………………..154

a) Quá trình lọc ………………………………………………………………………………………..154

b) Cơ chế hấp thụ……………………………………………………………………………………..154

c) Các quá trình hóa học ……………………………………………………………………………155

d) Cơ chế loại trừ vi khuẩn, virus……………………………………………………………….155

e) Cơ chế pha loãng ………………………………………………………………………………….155

V.4. CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ CHẤT LƯỢNG NƯỚC…………………………………..155

V.4.1. Kiểm soát ô nhiễm bằng quy định xử lý nước thải …………………………………156

a) Tiêu chuẩn nước thải …………………………………………………………………………….156

b) Tiêu chuẩn nguồn nước …………………………………………………………………………156

c) So sánh hai tiêu chuẩn quản lý nguồn nước ……………………………………………..156

V.4.2. Cải thiện điều kiện của dòng sông………………………………………………………..157

a) Thông gió dòng sông …………………………………………………………………………….157

b) Bổ sung nước cho sông trong thời kỳ lưu lượng thấp………………………………..157

c) Bảo vệ lớp phủ thực vật trên toàn lưu vực ……………………………………………….157

V.4.3. Phương pháp đánh giá nhanh tải lượng chất ô nhiễm ……………………………..158

V.5. XỬ LÝ NƯỚC THẢI ………………………………………………………………………………160

V.5.1. Khái niệm …………………………………………………………………………………………160

V.5.2. Phân loại nước thải …………………………………………………………………………….161

a) Nước thải sinh hoạt……………………………………………………………………………….161

b) Nước thải công nghiệp ………………………………………………………………………….161

c) Nước thải từ vùng sản xuất nông nghiệp………………………………………………….161

V.5.3. Lựa chọn biện pháp xử lý ……………………………………………………………………161

V.5.4. Một số phương pháp xử lý đơn giản……………………………………………………..162

a) Xử lý bằng ao hồ tự nhiên ……………………………………………………………………..162

6

b) Bãi tưới……………………………………………………………………………………………….162

c) Phương pháp pha loãng …………………………………………………………………………162

d) Hệ thống ao xử lý …………………………………………………………………………………162

e) Phương pháp khống chế ô nhiễm nước ……………………………………………………163

V.6. CÂU HỎI ÔN TẬP………………………………………………………………………………….166

CHƯƠNG VI: QUẢN LÝ TỔNG HỢP NGUỒN NƯỚC……………………………………….167

VI.1. QUY HOẠCH VÀ QUẢN LÝ NGUỒN NƯỚC ……………………………………….167

VI.1.1. Nhiệm vụ của quy hoạch và quản lý nguồn nước ………………………………….167

VI.1.2. Các bài toán cơ bản về quy hoạch và quản lý nguồn nước……………………..168

a) Quy hoạch hệ thống………………………………………………………………………………168

b) Phát triển nguồn nước……………………………………………………………………………168

c) Quản lý nguồn nước ……………………………………………………………………………..169

VI.1.3. Chương trình quốc gia các dạng quy hoạch nguồn nước………………………..169

a) Chương trình quốc gia về phát triển nguồn nước………………………………………169

b) Quy hoạch lưu vực về nguồn nước …………………………………………………………170

c) Quy hoạch chuyên ngành hoặc các quy hoạch cấp tiểu vùng ……………………..171

VI.2. QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƯỚC ………………………………………..172

VI.2.1. Khái niệm………………………………………………………………………………………..172

VI.2.2. Tiến trình thực hiện quản lý tổng hợp tài nguyên nước………………………….175

a) Xác định các thành phần………………………………………………………………………..175

b) Tiến trình thực hiện ………………………………………………………………………………176

VI.2.3. Nghiên cứu quản lý tổng hợp tài nguyên nước ……………………………………..180

VI.3. MỘT SỐ CÔNG CỤ HỖ TRỢ CHO IWRM……………………………………………..181

VI.3.1. Quản lý tài nguyên nước dựa vào cộng đồng ……………………………………….181

a) Định nghĩa …………………………………………………………………………………………..181

b) Quản lý tài nguyên nước dựa vào cộng đồng ở Việt nam: góc nhìn từ chính sách

và thể chế ………………………………………………………………………………………………..182

VI.3.2. Quản lý nước theo lưu vực sông ………………………………………………………..183

a) Khái niệm…………………………………………………………………………………………….183

b) Một số kinh nghiệm của thế giới về quản lý lưu vực sông …………………………184

c)Áp dụng quản lý nước theo lưu vực sông ở Việt Nam………………………………..186

VI.4. CÂU HỎI ÔN TẬP…………………………………………………………………………………190

TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………………………………..191

Download

Giáo trình tài nguyên nước lục địa – Nguyễn Võ Châu Ngân
4.6 (92%) 5 votes

Tags: ,

Tin tức khác