Ứng dụng chỉ số chất lượng nước dưới đất và phân tích cụm đánh giá chất lượng nước dưới đất tầng jura huyện Xuyên Mộc, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

Bài viết Ứng dụng chỉ số chất lượng nước dưới đất và phân tích cụm đánh giá chất lượng nước dưới đất tầng jura huyện Xuyên Mộc, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu tập trung tính toán, phân tích các thông số lí hóa của chất lượng nước dưới đất trong tầng chứa nước Pleistocen bằng GWQI và CA, kết hợp với đặc điểm tầng chứa nước và phân bố nguồn thải khu vực huyện Xuyên Mộc, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng chỉ số chất lượng nước dưới đất và phân tích cụm đánh giá chất lượng nước dưới đất tầng jura huyện Xuyên Mộc, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 4 - SEMREGG 2018 ỨNG DỤNG CHỈ SỐ CHẤT LƯ NG NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÀ PHÂN TÍCH CỤM ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯ NG NƯỚC DƯỚI ĐẤT TẦNG JURA HUYỆN XUYÊN MỘC, TỈNH BÀ RỊA - VŨNG TÀU Nguyễn Hải Âu1,*, Phạm Thị Tuyết Nhi2, Tất Hồng Minh Vy2, Trần Ngọc Thanh Hòa2 1 Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam 2 Khoa Địa chất và khoáng sản, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP. Hồ Chí Minh *Email: haiauvtn@gmail.com TÓM TẮT Nước dưới đất trên địa bàn huyện Xuyên Mộc, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như tưới, cấp nước cho sinh hoạt và chăn nuôi. Trong những năm gần đây, chất lượng nước dưới đất trên địa bàn có xu hướng suy giảm, đặc biệt là vào mùa khô. Trong nghiên cứu này 6 mẫu nước dưới đất được thu thập từ các giếng quan trắc tầng chứa nước Jura vào mùa khô và mùa mưa năm 2017. Các phương pháp Phân tích cụm (CA - Cluster Analysis) và Chỉ số chất lượng nước dưới đất (GWQI - Groundwater Quality Index) được sử dụng để đánh giá mức độ phù hợp của nước dưới đất khu vực nghiên cứu. Mười một thông số chất lượng nước (pH, TDS, độ cứng, Cl-, F-, NO2-, NO3-, SO42-, Zn2+, Mn2+ và Fe2+) được lựa chọn phân tích trong nghiên cứu này. Kết quả phân tích GWQI cho thấy 83 % (mùa khô) và 67 % (mùa mưa) giếng quan trắc có chất lượng nước khu vực nghiên cứu đạt từ tốt - rất tốt. Giếng có chất lượng nước từ xấu - rất xấu không xuất hiện ở cả mùa khô và mùa mưa. Phân tích cụm chia dữ liệu quan trắc thành 2 nhóm khác nhau với sự đồng nhất trong nội bộ nhóm. Kết quả nghiên cứu cung cấp những thông tin cụ thể, công cụ hữu ích trong việc xử lý các dữ liệu quan trắc phức tạp và phân vùng chất lượng nước dưới đất khu vực nghiên cứu, giúp các cơ quan chức năng trong việc hoạch định các chiến lược thích hợp trong quản lý bền vững tài nguyên nước dưới đất. Từ khóa: GWQI, CA, nước dưới đất, chất lượng nước. 1. GIỚI THIỆU Chỉ số chất lượng nước nước dưới đất (GWQI - Groundwater Quality Index) là kỹ thuật đánh giá, cung cấp sự ảnh hưởng tổng hợp của từng thông số chất lượng trên toàn bộ chất lượng nước. GWQI là phương pháp mô tả định lượng về chất lượng nước và khả năng sử dụng, được biểu diễn qua thang điểm, là thông số quan trọng để phân vùng chất lượng nước dưới đất [9]. Phân tích cụm (CA) phân loại các đơn vị dựa vào một số đặc tính của chúng. Phương pháp này nhận diện và phân loại các đối tượng hay các biến sao cho các đối tượng trong cùng một cụm tương tự nhau xét theo các đặc tính được chọn để nghiên cứu. Một trong những thuận lợi chính của những kỹ thuật này là khả năng phân tích dữ liệu lớn và phức tạp, có nhiều biến và nhiều đơn vị thí nghiệm. Những phương pháp này đôi khi tạo ra các biến mới bằng cách giảm số lượng của các biến ban đầu trong việc so sánh và giải thích các dữ liệu. Phân tích cụm (CA) là phương pháp phân loại các đối tượng hay các biến sao cho các đối tượng trong cùng một cụm xét theo các đặc tính được chọn để phân tích [6]. 397 The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018 Trong những năm gần đây, GWQI và CA được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực môi trường như diễn biến chất lượng nước dưới đất, nước mặt và đánh giá các chỉ thị chất lượng môi trường. Ở Ấn Độ [2, 10], Bangladesh [1], Thổ Nhĩ Kỳ [9, 11], Ai Cập [3], Nhật Bản [7], các nghiên cứu này đã ứng dụng phương pháp thống kê đa biến (PCA, CA, DA,…) và chỉ số chất lượng nước đánh giá chất lượng nước mặt, nước dưới đất ở các lưu vực sông dựa vào mối quan hệ giữa các thông số đo đạc với các đặc điểm nguồn tầng chứa nước, từ đó đề xuất được các thông số đặc trưng chất lượng nước của lưu vực để giám sát và quản lí hiệu quả. Ở nước ta hiện nay, các kỹ thuật thống kê đa biến (PCA, CA, HCA,…) nói chung và phân cụm (CA) nói riêng cũng được ứng dụng rộng rãi, nhưng chủ yếu là các ngành kinh tế và xã hội. Trong lĩnh vực môi trường, ở Việt Nam nói chung và tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu nói riêng, đã có một số nghiên cứu của các nhóm tác giả ứng dụng phân tích thống kê đa biến để đánh giá chất lượng nước dưới đất [4, 5, 6]. Các kết quả bước đầu cho thấy các kỹ thuật phân tích thống kê đa biến có nhiều ưu điểm, cung cấp nhiều thông tin hơn với tập số liệu quan trắc lớn từ công trình quan trắc chất lượng nước hằng năm. Trong nghiên cứu này, tập trung tính toán, phân tích các thông số lí hóa của chất lượng nước dưới đất trong tầng chứa nước Pleistocen bằng GWQI và CA, kết hợp với đặc điểm tầng chứa nước và phân bố ...