Tài liệu Nghiên cứu đánh giá tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản khu vực nghệ an – hà tĩnh và xây dựng giải pháp giảm thiểu tt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Thị Hòa NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TAI BIẾN MÔI TRƯỜNG LIÊN QUAN ĐẾN HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC KHOÁNG SẢN KHU VỰC NGHỆ AN – HÀ TĨNH VÀ XÂY DỰNG GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 9520320 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Hà Nội – 2020 Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: Người hướng dẫn 1: TS Trịnh Thành Người hướng dấn 2: PGS.TS. Nguyễn Phương Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm 2020 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN QuocPhi Nguyen, Phuong Nguyen, ThiHoa Nguyen and TienPhu Nguyen (2014), GIS and remote sensing for geohazard assessment and environmental impact evaluation of mining activities at Quy Hop, Nghe An, Vietnam, Proceedings international Symposium on GeoInformatics for Spatial-Infrastructure Development in Earth & Allied Sciences GIS-IDEA 2014, Da Nang, Vietnam, p.203-208. ISBN 978-604-80-0917-5. Nguyễn Thị Hòa, Nguyễn Quốc Phi, Nguyễn Tiến Phú, Nguyễn Minh Lân (2015), Nguy cơ tai biến môi trường do các hoạt động khai thác khoáng sản vùng Quỳ Hợp, Nghệ An, Địa chất và Tài nguyên Việt Nam, Tuyển tập Báo cáo khoa học hội nghị khoa học toàn quốc kỷ niệm 70 năm phát triển, nhà xuất bản khoa học tự nhiên và công nghệ, ISBN: 978-604-913-413-5. Nguyen Thi Hoa, Trinh Thanh, Nguyen Quoc Phi, Nguyen Phuong (2016), Contaminant transport analysis of soils around ban co tailing dams at Quyhop, Nghe An, Proceedings of the ESASGD (International conferences on earth sciences and sustainable geo-resources development), Số ISBN: 978-604-76-1171-3. Nguyen Thi Hoa, Trinh Thanh, Nguyen Quoc Phi, Nguyen Phuong (2016), Current environmental status related to mining activities in Thach Ha-Cam Xuyen, Ha Tinh coastal region, Proceedings of the ESASGD (International conferences on earth sciences and sustainable geo-resources development), Số ISBN: 978-60476-1171-3. Nguyen Thi Hoa, Trinh Thanh, Nguyen Quoc Phi, Nguyen Phuong (2016), Environmental management of mining activities in quy hop, nghe an using gis and remote sensing data, Proceedings of the ESASGD (International conferences on earth sciences and sustainable geo-resources development), Số ISBN: 978-604-761171-3. Nguyễn Thị Hòa, Trịnh Thành, Nguyễn Phương, Nguyễn Quốc Phi, Nguyễn Thị Hồng (2016), Phân tích quá trình vận chuyển các chất gây ô nhiễm trong đất tại khu vực bãi thải quặng đuôi mỏ thiếc Bản Cô, Quỳ Hợp, Nghệ An, Tạp chí địa chất loạt A, số 359/2016 ISSN 0866 – 7381. Nguyễn Thị Hòa, Trịnh Thành, Nguyễn Phương, Nguyễn Quốc Phi (2017), Nguy cơ tai biến trượt lở liên quan hoạt động khai thác khoáng sản tại khu vực Tương Dương, Nghệ An, Tạp chí địa chất loạt A, số 363-364/2017 ISSN 0866 – 7381. Nguyễn Thị Hoa, Trinh Thanh, Nguyen Phuong, Nguyen Quoc Phi (2018), The role of GIS and remote sensing on the environmental management of mining activities in Thach Ha, Cam Xuyen, Ha Tinh, Proceedings & Directory Vietnam international water week VACI 2018, Nhà xuất bản ĐH Quốc Gia Hà Nội, ISBN: 978-604-67-1059-2. DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 9. Nguyễn Thị Hòa, Nguyễn Quốc Phi, Nguyễn Phương, Trịnh Thành, Nguyễn Phương Đông (2018), Đánh giá hiện trạng môi trường liên quan hoạt động khai thác khoáng sản vùng Quỳnh Lưu - Nghệ An, Kỷ yếu Hội nghị toàn quốc khoa học trái đất và tài nguyên với phát triển bền vững (ERSD 2018), ISBN: 978-604-761753-1. 10. Nguyễn Thị Hòa, Nguyễn Quốc Phi, Nguyễn Phương, Nguyễn Phương Đông (2018), Những vấn đề xung đột môi trường trong hoạt động khai thác khoáng sản vùng ven biển Thạch Hà, Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh, Hội nghị khoa học toàn quốc khoa học trái đất và tài nguyên với phát triển bền vững (ERSD 2018), ISBN: 978-60476-1753-1. 11. Hoa Nguyen Thi, Phuong Nguyen, Phi Nguyen Quoc, Đong Nguyen Phuong, Linh Nguyen Vu (2019), Heavy metal pollution from mining activities in soil using geochemical conta mination indies at Quy Hop, Nghe An (VACI 2019), ISBN: 978-604-67-1216-9. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài luận án Ngành công nghiệp khai thác mỏ đã và đang ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế của nước ta và là nguồn lực quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa đất nước. Tuy nhiên, bên cạnh mặt tích cực, thì hoạt động khai thác khoáng sản cũng gây ra nhiều tác động xấu ảnh hưởng tới môi trường sinh thái và cả tính mạng, tài sản của con người. Hoạt động khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên khoáng sản nói chung đều có tác động mạnh mẽ đến môi trường tự nhiên; trong đó có môi trường sống. Bên cạnh đó, do công tác đánh giá nguy cơ tai biến môi trường chưa được quan tâm và thực hiện tốt. Vì vậy, vấn đề ô nhiễm môi trường trong hoạt động khai thác mỏ ngày càng gia tăng cả về số lượng và quy mô; trong đó, đặc biệt nghiêm trọng tại khu vực Nghệ An – Hã Tĩnh, một trong những khu vực tập trung lớn và đa dạng các hoạt động khai thác khoáng sản của nước ta. Tình hình thực tế trong những năm gần đây cho thấy vấn đề ảnh hưởng và nguy cơ ô nhiễm môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản diễn ra ngày càng phức tạp, hiện tượng tai biến môi trường do khai thác khoáng sản xảy ra với tần suất, cường độ và mật độ ngày càng cao, gây thiệt hại lớn và ngày càng nghiêm trọng hơn. Đi kèm với sự tăng trưởng cao về công suất khai thác là các nguy cơ xảy ra tai biến môi trường tại các khai trường, khu chế biến khoáng sản, bãi thải, các đường lò trong khai thác hầm lò…, nguy cơ phá vỡ các đập quặng đuôi cũng như khả năng sụt, lún trong khai thác hầm lò và hậu quả của chúng lên bề mặt đất còn có khả năng gây ra sự phát tán các chất độc hại ra môi trường xung quanh, gây ô nhiễm môi trường tại các diện tích khai thác trong khu vực nghiên cứu. Tuy nhiên, vấn đề nghiên cứu nhận dạng và dự báo mức độ ô nhiễm môi trường trong khai thác khoáng sản và đề xuất các biện pháp phòng ngừa trên cơ sở định lượng hoá mối quan hệ giữa tai biến môi trường và các yếu tố liên quan ở nước ta chưa được quan tâm đúng mức Các công trình nghiên cứu về tai biến môi trường đã tiến hành chủ yếu mang tính khu vực, đa số mới đề cập được các yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ tai biến, chưa có các ước lượng về mức độ tổn thương môi trường cũng như đánh giá thiệt hại từ các rủi ro môi trường. Do vậy, các giải pháp phòng ngừa nêu ra còn mang tính định hướng chung, khả năng áp dụng vào thực tế khó khăn và hiệu quả không cao. Từ những vấn đề nêu trên việc nghiên cứu nguy cơ tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu đánh giá tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản khu vực Nghệ An – Hà Tĩnh và xây dựng giải pháp giảm thiểu” là hết sức cấp thiết, từ đó có kế hoạch sử dụng và các biện pháp quản lý môi trường một cách hợp, phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế bền vững cho khu vực nghiên cứu nói riêng và xã hội nói chung. 2. .Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu + Xác định được các yếu tố nguy cơ gây tai biến môi trường liên quan hoạt động khai thác khoáng sản tại khu vực nghiên cứu. + Phân tích các dạng tai biến biến môi trường có khả năng xảy ra do hoạt động khai thác khoáng sản tại khu vực nghiên cứu 1 + Khoanh vùng nguy cơ xảy ra tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản tại khu vực Nghệ An – Hà Tĩnh. + Nghiên cứu xây dựng các giải pháp phòng ngừa, giảm thiểu. Đối tượng nghiên cứu + Các dạng tai biến môi trường liên quan hoạt động khoáng sản + Các sự cố môi trường khác ảnh hưởng đến tính mạng và sức khoẻ con người Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu là các vùng có hoạt động khai thác khoáng sản khai thác khoáng sản, trong đó tập trung nghiên cứu chi tiết tại một số mỏ tiêu biểu cho theo loại hình khoáng sản và điều kiện khai thác ở khu vực Nghệ An – Hà Tĩnh như khu vực khai thác vật liệu xây dựng, đá ốp lát, khai thác kim khoáng sản kim loại như thiếc tại Quỳ Hợp (Nghệ An), khai thác khoáng sản ven biển Thạch Hà – Cẩm Xuyên (Hà Tĩnh). 3. Các đóng góp mới của luận án Về phương pháp Luận án đã sử dụng kết hợp nhiều phương pháp tính toán thống kê và mô hình số phục vụ cho việc khoanh vùng các khu vực có nguy cơ xảy ra tai biến bao gồm mô hình thống kê Bayes, phương pháp Hệ số tin cậy (CF), mô hình hồi quy logic và mạng nơron nhân tạo (ANN) trong đánh giá nguy cơ trượt lở, phương pháp đánh giá đa chỉ tiêu (MCDA) cho đánh giá nguy cơ xảy ra lũ bùn đá khi có sự cố vỡ các đập quặng đuôi và mô hình phần tử hữu hạn CTRAN/W để mô phỏng quá trình di chuyển của các chất gây ô nhiễm từ các bãi thải ra ngoài môi trường. Đây là những phương pháp tính toán mới, hầu như lần đầu tiên được áp dụng với tình hình thực tế tại Việt Nam, có tính định lượng cao và được công bố chủ yếu bởi nhóm nghiên cứu về tai biến môi trường mà nghiên cứu sinh là một trong những thành viên chính. Về kết quả cụ thể - Cơ sở dữ liệu thực tế phục vụ cho luận án được thu thập từ chính các nghiên cứu của tác giả và nhóm nghiên cứu. Nhiều dữ liệu chưa từng được công bố ở bất cứ công trình khoa học nào đã xuất bản, đặc biệt là các dữ liệu về mối quan hệ giữa ảnh hưởng môi trường với các hoạt động khai thác khoáng sản tại khu vực nghiên cứu. Cơ sở dữ liệu môi trường tại các khu vực khai thác mỏ được lựa chọn nghiên cứu chi tiết có thể được tích hợp liên tục với các kết quả khảo sát trong các nghiên cứu tiếp theo giúp cho việc đánh giá các ảnh hưởng về môi trường và tai biến của khu vực trong tương lai được thực hiện tốt hơn theo chuỗi thời gian. - Luận án đã ứng dụng triệt để phương pháp phân tích ảnh viễn thám và công nghệ GIS trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu và xác định các yếu tố ảnh hưởng với các dạng tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản. Đặc biệt, nguồn tư liệu ảnh viễn thám đa thời gian đã được sử dụng để phân tích sự biến động của các diện tích khai thác khoáng sản, các khu vực khai thác trái phép không được cập nhật trong các báo cáo của các cơ quan quản lý nhà nước. Đây là các phương pháp có hiệu quả rất cao với các khu vực có độ che phủ kém, địa hình phân cắt mạnh, khó khăn trong quá trình khảo sát. - Các dạng tai biến môi trường liên quan đến các hoạt động khai thác khoáng sản tại khu vực nghiên cứu đã được xác định với 4 dạng nguy cơ chính gồm: 1) khả năng phát tán khói bụi trong không khí, 2) khả năng phát tán các chất ô nhiễm theo mạng lưới sông suối, 3) nguy 2 cơ xảy ra trượt lở tại các sườn tầng khai thác và các vị trí đổ thải cũng như 4) nguy cơ xảy ra lũ bùn đá khi có sự cố vỡ các đập quặng đuôi. Đây chính là cơ sở để các nghiên cứu tiếp theo tập trung phân tích cũng như giúp cho các cơ quan quản lý nhà nước nắm rõ và thực hiện tốt công tác quản lý hoạt động khoáng sản tại địa phương. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Ý nghĩa khoa học: + Phát triển và hoàn thiện hệ phương pháp phân tích, xử lý tài liệu, xác định các yếu tố gây tai biến môi trường liên quan hoạt động khai thác khoáng sản. + Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao độ tin cậy của các phương pháp phục vụ công tác đánh giá ảnh hưởng của tai biến môi trường, làm rõ các các yếu tố gây tai biến địa chất và ô nhiễm môi trường liên quan hoạt khai thác khoáng sản; là cơ sở khoa học và thực tiễn đề xuất các giải pháp phòng ngừa, giảm thiểu. - Ý nghĩa thực tiễn: + Cung cấp cho các nhà quản lý và các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực khoáng sản hệ phương pháp xác định các yếu tố gây tai biến môi trường liên quan hoạt động khoáng sản. + Là tài liệu tham khảo cho công tác đánh giá ảnh hưởng của tai biến môi trường do hoạt động thăm dò khai thác khoáng sản, phục vụ quy hoạch thăm dò, khai thác chế biến khoáng sản khu vực nghiên cứu nói riêng và trên phạm vi toàn quốc nói chung. 5. Bố cục của luận án Luận án gồm 143 trang, 36 bảng, 66 hình, 85 tài liệu tham khảo và phụ lục. Luận án bao gồm các phần chính sau: Mở đầu (06 trang), Chương 1 - Tổng quan về tai biến môi trường và hiện trạng môi trường khu vực nghiên cứu (30 trang), Chương 2 - Phương pháp nghiên cứu (20 trang), Chương 3 - Kết quả và thảo luận (84 trang) và Kết luận,kiến nghị (03 trang) CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TAI BIẾN MÔI TRƯỜNG VÀ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản * Khái niệm về tai biến môi trường - Tai biến môi trường: Tai biến môi trường là biểu hiện về điều kiện, hoàn cảnh, hiện tượng, vụ việc hoặc quá trình, được xuất hiện, diễn biến trong thiên nhiên, trong xã hội, có tiềm năng gây hại, gây nguy hiểm đe dọa đối với an toàn sức khỏe, tính mạng con người, tài sản kinh tế, tài sản văn hóa - xã hội của một bộ phận cộng đồng loài người, hoặc có nguy cơ đe dọa, thậm chí phá vỡ tính ổn định, an toàn một bộ phận, cho đến toàn cục mang tính hệ thống môi trường tự nhiên, môi trường văn hóa xã hội và môi trường nhân sinh. - Tai biến môi trường trong hoạt động khoáng sản: là các dạng tai biến môi trường nêu trên được xuất hiện, diễn biến có liên quan hoạt động thăm dò, khai thác và chế biến khoáng sản. * Các dạng tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản Công nghiệp khai thác khoáng sản tăng trưởng mới cả về quy mô và việc áp dụng các 3 công nghệ tiên tiến đã góp phần quan trọng vào công cuộc đổi mới đất nước. Tuy vậy, hoạt động khoáng sản đã gây tiêu cực đến môi trường, làm cạn kiệt tài nguyên, gây ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe và an toàn của người lao động. Có nhiều cách để phân chia các dạng tai biến môi trường liên quan hoạt động khai thác khoáng sản tuy nhiên với đặc thù của vùng nghiên cứu nên vấn đề tác động môi trường tự nhiên do hoạt động khai thác khoáng sản được chia ra 3 dạng: Các tai biến vật lý, tai biến hóa học và tai biến sinh thái 1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản trong nước và ngoài nước * Trên thế giới Trên thế giới công tác nghiên cứu về tai biến và rủi ro môi trường do hoạt động khai thác khoáng sản thường được tiến hành cùng với quá trình điều tra, thăm dò và khai thác khoáng sản. Một trong các nội dung nghiên cứu về các tai biến liên quan đến hoạt động khoáng sản là xác định được nguy cơ xảy ra của chúng trong tương lai. Nhìn chung, các công trình nghiên cứu đều xác định nguy cơ tai biến bằng các mô hình lý thuyết, đó là cách tiếp cận giả định với các điều kiện như trong thực tế với các yếu tố đầu vào bao gồm các yếu tố tự nhiên cũng như hoạt động của con người. Kết quả nghiên cứu thường được thể hiện dưới dạng các bản đồ nguy cơ tai biến với các mức độ cao thấp phân bố trong không gian .Việc đánh giá được thể hiện qua các nội dung như sau:Thành lập các bản đồ yếu tố ảnh hưởng; Xác định các yếu tố gây mất ổn định và Các phương pháp mô phỏng, mô hình hóa. Các phương pháp đánh giá nguy cơ xảy ra tai biến thường được xây dựng dựa trên 2 giả thiết. - Quá khứ là chìa khóa cho tương lai, các khu vực đã từng xảy ra các tai biến sẽ thường có nguy cơ tiếp tục xảy ra trong tương lai. Do vậy, việc thu thập các số liệu chi tiết về đặc điểm của từng vị trí đã xảy ra tai biến là rất quan trọng trọng bất cứ một dự án đánh giá nguy cơ tai biến nào. - Các vùng có cùng điều kiện môi trường (như đặc điểm địa hình, địa chất, thổ nhưỡng, địa mạo, hiện trạng sử dụng đất...) với vùng đã từng xảy ra tai biến thì cũng có nguy cơ xảy ra trong tương lai. Bên cạnh đó, hàng năm, các tổ chức quốc tế nghiên cứu về tai biến địa chất và môi trường cũng thường tổ chức nhiều hội nghị, đưa ra các hướng dẫn, trong đó giới thiệu các nghiên cứu chuyên đề cụ thể, xác định các dạng tai biến địa chất, xác định các vùng tổn thương cũng như khả năng chịu tổn thương do tai biến môi trường liên quan đến các hoạt động khai thác khoáng sản, đánh giá thiệt hại từ rủi ro môi trường, đặc biệt là việc áp dụng các phương pháp và công nghệ mới. Các hội nghị này thường được tổ chức tại các điểm nóng về tai biến môi trường như Mỹ, Nhật, Trung Quốc, Thụy Sỹ, Nepal… Kết quả đạt được của các nghiên cứu, hướng dẫn này có thể được học hỏi và áp dụng cho tình hình thực tế cụ thể tại Việt Nam. * Tại Việt Nam Các nghiên cứu về nguy cơ tai biến môi trường liên quan đến các hoạt động khoáng sản đã được nghiên cứu chi tiết hơn ở tỷ lệ vùng cho từng khu vực cụ thể và làm sáng tỏ về hiện trạng, nguyên nhân và đánh giá các nguy cơ xảy ra tai biến. Tại một số khu vực cụ thể đã xây dựng được các bản đồ cảnh báo về nguy cơ xảy ra tai biến và đưa ra các kiến nghị giải pháp 4 phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại Nghiên cứu về các tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khoáng sản dần được tiến hành theo một trình tự thống nhất gồm các bước: Nghiên cứu lịch sử hiện trạng; các nguyên nhân gây phát sinh; phân vùng cảnh báo nguy cơ, đề xuất các giải pháp phòng tránh giảm nhẹ thiệt hại, tuy nhiên riêng phần đánh giá các đối tượng chịu tổn thương và lượng hóa thiệt hại còn tương đối hạn chế. Tại các nghiên cứu này, phương pháp tính toán định lượng sử dụng toán thống kê đã được sử dụng như phương pháp chỉ số thống kê (statistical index), hệ số tin cậy (certainty factor), thống kê Bayes (Bayes statistics), phương pháp hồi quy tuyến tính (linear regression), hồi quy đa biến (multivariate regression)...để ước lượng các trọng số sử dụng trong phân tích mối quan hệ giữa khả năng xảy ra tai biến và các yếu tố môi trường liên quan. Từ các nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam, có thể nhận xét một số kết quả chính như sau: - Các dạng tai biến chính liên quan đến hoạt động khoáng sản chủ yếu bao gồm hiện tượng sạt lở sườn tầng tại các moong khai thác, bãi thải, nguy cơ vỡ đập quặng đuôi, gây khả năng tích tụ và phát tán chất thải rắn, ô nhiễm môi trường do sự phát tán của các hạt bụi, các hợp chất kim loại và dòng thải mỏ, cũng như sự acit hoá các thuỷ vực và đất. - Nguy cơ xảy ra các tai biến môi trường chủ yếu xảy ra dưới tác động của 2 nhóm yếu tố chính gồm nhóm các yếu tố tự nhiên như điều kiện địa chất nền, đặc điểm thạch học, cấu trúc, kiến tạo, đặc điểm địa hình, độ dốc, lượng mưa… và nhóm các yếu tố nhân sinh như phương thức khai thác mỏ, độc dốc sườn tầng, các hoạt động vận chuyển, nổ mìn phá đá… - Các phương pháp phân tích định tính đã dần thay thế bằng nghiên cứu định lượng bởi các phương pháp tính toán hiện đại, sử dụng phối hợp giữa các mô hình tính toán thống kê và GIS, viễn thám, sử dụng dữ liệu lớn (big data) trong phân tích mối quan hệ giữa nguy cơ xảy ra tai biến và các yếu tố môi trường liên quan. Các phương pháp này được thực hiện với nhiều đối tượng tai biến, ở nhiều tỷ lệ nghiên cứu khác nhau và dần được đưa vào trong nghiên cứu ảnh hưởng môi trường của các hoạt động khai khoáng. - Các nghiên cứu về tai biến môi trường trên thế giới đang được nghiên cứu toàn diện, từ phân tích hiện trạng tai biến (hình thái, nguồn gốc, cơ chế và yếu tố phát sinh, cường độ, tần suất và hậu quả...), độ nhạy cảm của môi trường do cả tự nhiên và các hoạt động của con người đối với nguy cơ xảy ra tai biến, lập bản đồ phân vùng tai biến, cuối cùng là đánh giá tổn thương và phân tích rủi ro. - Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu đã tiến hành xây dựng mạng lưới quan trắc với phương tiện kỹ thuật nghiên cứu hiện đại, giám sát và cảnh báo phù hợp cũng đã được tiến hành ở các nước phát triển. - Việc nghiên cứu phòng tránh giảm nhẹ tai biến đã trở thành nhiệm vụ toàn cầu, được nhiều nước quan tâm. 1.3. Khái quát chung và hiện trạng môi trường khu vực nghiên cứu Theo số liệu thu thập tại Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh Nghệ An, Hà Tĩnh, tính đến thời điểm hiện tại, trên địa bàn 2 tỉnh có 315 đã được cấp phép khai thác (Nghệ An 130 mỏ, Hà Tĩnh 150 mỏ), gồm Bộ Tài nguyên và Môi trường cấp 25 giấy phép, số còn lại do UBND các tỉnh cấp. 5 Kết quả khảo sát, điều tra tại thực địa đã xác định trên địa bàn hai tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh có 320 mỏ khai thác và 34 xưởng chế biến khoáng sản các loại gồm khoáng sản nhiên liệu 1 mỏ, khoáng sản kim loại 43 mỏ, khoáng chất công nghiệp 20 mỏ và khoáng sản làm vật liệu xây dựng 253 mỏ (số liệu tại thời điểm điều tra). CHƯƠNG 2. CÁCH TIẾP CẬN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Phương pháp tiếp cận Trên quan điểm tổng hợp, các tai biến môi trường là những quá trình chịu nhiều tác động của nhiều nhân tố. Mỗi nhân tố ảnh hưởng tác động đến quá trình ở quy mô và cường độ khác nhau. Cụ thể, có 3 cách tiếp cận phổ biến nhất là kế thừa, phát sinh và tổng hợp theo sơ đồ sau: Hình 2.1. Sơ đồ nguyên tắc tiếp cận nghiên cứu thực hiện trong luận văn Tiếp cận kế thừa: Dựa trên nguyên tắc sự phát triển trong tương lai của các tai biến nhất định sẽ tuân theo những quy luật đã biết trong quá khứ. Theo cách tiếp cận này phải phân tích, đánh giá các tài liệu về hiện trạng tai biến trong quá khứ và hiện tại. Tài liệu càng nhiều (cả về không gian và thời gian), phương pháp càng hay, chuyên gia càng giỏi thì chất lượng dự báo càng cao. Phương pháp quan trọng và phổ biến nhất ở đây là thống kê, xác suất kết hợp với một số mô hình toán. Tiếp cận phát sinh: Dựa trên quan điểm cho rằng sự phát triển của các dạng tai biến trong tương lai là do tác động tổng hợp của những nhân tố ảnh hưởng đến sự phát sinh và phát triển của tai biến đó quyết định. Với điều kiện kỹ thuật hiện nay, đặc biệt là với sự trợ giúp của công nghệ GIS, việc đưa ngày càng nhiều các yếu tố ảnh hưởng làm đầu vào đánh giá dự báo sự phát triển của các dạng tai biến ngày càng phổ biến hơn. Hướng tiếp cận này thường được áp dụng trong trường hợp nghiên cứu sơ bộ, thành lập các bản đồ trong tỷ lệ nhỏ khi chưa có hoặc thiếu các tài liệu lịch sử và hiện trạng tai biến tại khu vực. Cách tiếp cận tổng hợp: Đây là sự tích hợp cả tiếp cận thừa kế và tiếp cận phát sinh. Cách tiếp cận này ưu việt hơn và làm cho công tác dự báo càng chính xác hơn. Các 2.2. Các phương pháp nghiên cứu a. Phương pháp thu thập, xử lý và tổng hợp tài liệu: -Thu thập tổng hợp kết quả đo vẽ bản đồ địa chất và khoáng sản khu vực nghiên cứu bao gồm đặc điểm địa chất khoáng sản, các điều kiện địa chất công trình, thuỷ văn, địa mạo, vỏ 6 phong hoá, điều kiện khai thác mỏ; Tài liệu về thăm dò và khai thác khoáng sản; Các tài liệu về khí tượng thủy văn khu vực, địa hình, ảnh viễn thám các khu vực xung quanh các khu mỏ; hu thập, phân tích tổng hợp tài liệu đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai khoáng tới môi trường trong khu vực nghiên cứu. b. Phương pháp nghiên cứu khảo sát địa chất môi trường: Phương pháp này được tiến hành nhằm xác định sự phân bố trong không gian của các tai biến môi trường đã xảy ra, các vị trí, điều kiện địa hình, địa mạo, cấu địa chất trúc bất lợi nhằm xác định các yếu tố nguy cơ ảnh hưởng đến việc hình thành các tai biến. Thu thập các loại mẫu phân tích. Dự kiến các phương pháp khảo sát thực địa bao gồm: - Lộ trình địa chất môi trường tổng quan trên toàn bộ diện tích nghiên cứu và lộ trình nghiên cứu chi tiêt bổ sung trong các khu vực mỏ đang khai thác được lựa chọn nhằm phục vụ cho việc xác định nguyên nhân, nguy cơ và khoanh vùng dự báo; - Sử dụng các phương pháp quan trắc môi trường phù hợp với từng loại khoáng sản và điều kiện khai thác ở các mỏ được lựa chọn; - Lấy, gia công và phân tích các chỉ tiêu môi trường các loại mẫu: đất, nước, thực vật và mẫu bụi cho một số mỏ lựa chọn. c. Phương pháp phân tích ảnh viễn thám và nghiên cứu địa mạo cảnh quan: Phương pháp phân tích viễn thám được áp dụng nhằm xác định các yếu tố kiến tạo, biến đổi lớp phủ thực vật, mạng lưới thủy văn trên mặt và mối liên quan của chúng với các dạng tai biến địa chất. Phương pháp này được áp dụng cho cả nghiên cứu khái quát và nghiên cứu chi tiết. Đây là phương pháp có hiệu quả rất cao với các khu vực có độ che phủ kém, địa hình phân cắt mạnh, khó khăn trong quá trình khảo sát. Đồng thời, dựa vào điều kiện địa hình khu vực nghiên cứu, vị trí phân bố của mỏ và điểm quặng khoáng sản tiến hành phân tích dự báo mức độ phát tán của chất ô nhiễm trên cơ sở ứng dụng công nghệ GIS và phân tích ảnh viễn thám. d. Phương pháp nghiên cứu địa động lực: Phương pháp nghiên cứu này được tiến hành nhằm xác định mối liên quan giữa các điều kiện thủy văn và tính chất cơ lý của đất đá đến các tai biến động lực có trong vùng nghiên cứu. Các tài liệu địa chất thủy văn, địa chất công trình chủ yếu thu thập và tổng hợp từ các công việc đã được tiến hành trước đây. Các tài liệu về các tầng chứa nước, chất lượng nước… các tính chất cơ lý của đất đá, quặng sẽ được bổ sung thông qua việc khảo sát tổng quan trên toàn diện tích và cho từng khu vực lựa chọn nghiên cứu chi tiết. e. Phương pháp mô hình hóa môi trường: Đây là phương pháp nghiên cứu xuyên suốt luận án thông qua việc xây dựng cơ sở dữ liệu về hiện trạng tai biến cũng như các yếu tố liên quan như địa chất, địa hình, địa mạo, điều kiện thảm phủ, khí hậu thủy văn… và được phân tích bằng các mô hình tính toán định lượng và biểu diễn kết quả trên nền GIS nhằm xác định hiện trạng cũng như phân vùng nguy cơ xảy ra tai biến. Ngoài ra còn tiến hành xây dựng các mô hình địa môi trường với mục đích làm sáng tỏ cơ chế phát tán các chất gây ô nhiễm đến môi trường xung quanh do các hoạt động khai thác khoáng sản tại các khu vực nghiên cứu và mối liên quan của các dạng tai biến với cấu trúc địa chất, đặc điểm địa hình-địa mạo, đặc điểm quặng hoá và phương pháp khai thác, 7 chế tuyển quặng. Các mô hình sử dụng trong luận án gồm: Mô hình thống kế Bayes, Mô hình hồi quy logic, Mạng Nơrron nhân tạo, Phương pháp đánh giá đa chỉ tiêu (MCDA), Phương pháp hệ số tin cậy, Mô hình phân tử hữu hạn CTRAN/W. f. Phương pháp chuyên gia: Luận án trải rộng trên nhiều lĩnh vực như địa chất khoáng sản, địa hóa môi trường và cảnh quan địa mạo, khai thác khoáng sản, kỹ thuật môi trường; do vậy để xử lý, luận giải, tổng hợp tài liệu đưa ra các luận án, đánh giá rủi ro môi trường trong khai thác, cũng như các khuyến cáo về ảnh hưởng của các quá trình khai thác đối với môi trường, khuyến cáo về quy hoạch dân cư, sản xuất nông nghiệp, khai khoáng, bảo vệ môi trường cần tranh thủ được sự đóng góp của các chuyên gia thuộc các lĩnh vực trên. Phương pháp chuyên gia được thể hiện dưới các hình thức tổ chức các buổi hội thảo chuyên đề, mời các chuyên gia phân tích xử lý, luận giải tổng hợp tài liệu đưa ra sản phẩm dưới dạng chuyên đề. CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản Nguồn số liệu phục vụ cho luận án được thu thập từ các kết quả nghiên cứu từ các dự án, đề án môi trường do Liên đoàn Địa chất Bắc Trung Bộ, Liên đoàn Địa chất Xạ-Hiếm, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản thực hiện trên địa bàn khu vực vực nghiên cứu kết hợp với thông tin từ các cơ quan quản lý như Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh về vị trí, diện tích mỏ, loại khoáng sản, giấy phép khai thác khoáng sản, luận án ĐTM, bản cam kết môi trường… Các thông tin được bổ sung, cập nhật từ các doanh nghiệp cũng như việc xác định các ranh giới hiện trạng khai thác mỏ trên nền ảnh viễn thám qua các năm (ảnh cập nhật đến tháng 2 năm 2018). Việc số hóa bản đồ xác định các ranh giới có hoạt động khoáng sản, gán độ cao đường đồng mức… được thực hiện bằng phần mềm AutoCAD và MapInfo. Việc xử lý ảnh viễn thám, phân loại lớp phủ và tính toán các chỉ số chất lượng nước trên ảnh sử dụng phần mềm PG-Steamer. Một số kết quả đọc giá trị độ xám của ảnh và gán giá trị hàm lượng chất ô nhiễm theo vị trí lên ảnh được thực hiện bằng phần mềm iGeoHazard. Kết quả thống kê, tổng hợp các dạng số liệu đã thu thập cho phép thành lập các bảng số liệu để quản lý, lưu giữ số liệu dưới dạng file dữ liệu số bằng phần mềm Excel và sử dụng công nghệ GIS thông qua phần mềm MapInfo để xử lý, quản lý bản đồ. 8 Hình 3.1. Các vị trí khai thác khoáng sản (sáng màu và loang lổ) tại Quỳ Hợp trên ảnh Landsat 8 OLI (10/02/2017) 3.1.1. Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu các vị trí khai thác khoáng sản Nhằm đánh giá các ảnh hưởng đến môi trường do hoạt động khai thác khoáng sản gây ra thì một trong những thành phần quan trọng nhất trong cơ sở dữ liệu phục vụ việc nghiên cứu là hiện trạng khai thác khoáng sản tại khu vực nghiên cứu. Các vị trí khai thác mỏ tại các vùng nghiên cứu được tổng hợp từ các cơ quan quản lý và cấp phép khoáng sản (Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản), đồng thời diện tích khai thác qua các năm được cập nhật dựa trên nguồn tư liệu ảnh viễn thám với nguồn ảnh Landsat 5 TM, Landsat 7 ETM+ và Landsat 8 OLI mới nhất đến năm 2018. Hình 3.2. Vị trí các điểm mỏ tại khu vực Quỳ Hợp, Nghệ An đến năm 2018 3.1.2. Kết quả xây dựng Cơ sở dữ liệu các điều kiện môi trường Tùy mức độ chi tiết của thông tin thu thập được, luận án đã thu thập, tổng hợp các kết quả phân tích mẫu từ các đề án khảo sát môi trường, các luận án ĐTM, quan trắc môi trường định kỳ được thu thập từ năm 2007 đến nay và thể hiện trên các bản đồ sau: 9 a) b) c) Hình 3.3. Các vị trí có kết quả phân tích mẫu nước mặt (a), nước ngầm (b) và nước thải (c) tại khu vực nghiên cứu 3.1.3. Kết quả xây dựng CSDL nền phân tích nguy cơ xảy ra tai biến Dựa trên nguồn tài liệu thu thập được cơ sở dữ liệu phục vụ cho việc phân tích nguy cơ tai biến môi trường tại các khu vực nghiên cứu được xây dựng bao gồm: - Thông tin về các vị trí xảy ra tai biến được tổng hợp nguồn tài liệu khảo sát thực địa và từ các kết quả nghiên cứu đã có trong khu vực nghiên cứu kết hợp với kết quả phân tích ảnh viễn thám đa thời gian. - Nền bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 đến 1:50.000 tại khu vực nghiên cứu do Tổng cục Địa chất và Khoáng sản phát hành. - Các bản đồ địa hình UTM tỉ lệ 1:50.000, 1:10.000 khu vực nghiên cứu do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành và các tài liệu đo vẽ tỷ lệ lớn tại các khu mỏ. - Ảnh vệ tinh Landsat 5 (TM), Landsat 7 (ETM+) và Landsat 8 (OLI) đa thời gian với độ phủ mây <10%. Bảng 3.1. Các thành phần môi trường và yếu tố ảnh hưởng liên quan đến tai biến Thành Yếu tố ảnh hưởng Nguồn số liệu Tỷ lệ bản đồ phần Thành phần thạch học Bản đồ địa chất 1:200.000, 1:50.000 Điều Cấu trúc kiến tạo Bản đồ địa chất, ảnh viễn thám 1:200.000, 1:50.000 kiện địa Vỏ phong hoá Bản đồ địa chất 1:50.000 10 Thành phần chất nền Yếu tố ảnh hưởng Nguồn số liệu Tỷ lệ bản đồ Tính chất cơ lý của đất Bản đồ địa chất, ĐCCT 1:50.000 Khả năng chứa nước Bản đồ địa chất, ĐCTV 1:50.000 đá (ĐCCT) Thành cơ giới đất Bản đồ đất 1: 100.000 của đấtphần đá (ĐCTV) Độ dày tầng đất Bản đồ đất 1: 100.000 Loại hình đất Bản đồ đất 1: 100.000 Độ cao địa hình Bản đồ địa hình 1:50.000 Độ dốc địa hình Bản đồ địa hình 1:50.000 Điều Hướng dốc của địa Bản đồ địa hình 1:50.000 kiện tự Hệ thống sông ngòi Bản đồ địa hình, ảnh viễn thám 1:50.000 hình nhiên Lớp thực vật nước Bản đồ địa hình, ảnh viễn thám 1:50.000 (nướcphủ trên mặt, Lượng Trạm đo mưa vệ tinh mưa) mưa Hiện trạng sử dụng đất Bản đồ địa hình, ảnh viễn thám 1:50.000 Điều Hệ thống giao thông Bản đồ địa hình, ảnh viễn thám 1:50.000 kiện Sự phân bố dân cư Bản đồ địa hình, ảnh viễn thám 1:50.000 nhân Các diện tích khai thác Bản đồ địa hình, ảnh viễn thám 1:50.000 sinh Tùy điều kiện cụ khoáng sảnthể về nguồn số liệu luận án đã xây dựng hệ thống các bản đồ cơ sở dữ liệu nền cho từng khu vực riêng. 3.2. Kết quả đánh giá nguy cơ tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản khu vực nghiên cứu Trong những năm gần đây, các tai biến môi trường liên quan hoạt động khai thác khoáng sản đã và đang xảy ra rộng khắp và ngày càng gia tăng về cường độ và quy mô ở nhiều nơi trên lãnh thổ Việt Nam, gây nhiều thiệt hại nghiêm trọng về người và của. Các tai biến môi trường nói chung và các dạng tai biến môi trường liên quan hoạt động khai thác khoáng sản nói riêng tại nước ta ngày càng diễn biến phức tạp với cường độ ngày càng mạnh mẽ... Kết quả nghiên cứu trong một số công trình trước đã chỉ rõ các dạng tai biến môi trường liên quan khai thác khoáng sản chủ yếu bao gồm sạt lở sườn tầng khai thác, bãi thải, sự phá vỡ các hồ chứa quặng đuôi, sự tích tụ hoặc phát tán chất thải rắn, ô nhiễm đất, nước và không khí, cũng như tiềm năng về các dòng thải mỏ. Trong nội dung luận án để đánh giá tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản, học viên đã đi vào nghiên cứu 4 nguy cơ chính gồm: - Đánh giá nguy cơ tai biến trượt lở: cụ thể luận án đã chọn vùng Quỳ Hợp và vùng tương Dương Nghệ An thuộc khu vực nghiên cứu để tiến hành đánh giá. - Nguy cơ lũ bùn đá: cụ thể luận án đã chọn vùng Quỳ Hợp (Nghệ An) để đánh giá. - Mô phỏng quá trình lan truyền một số chất gây ô nhiễm ra ngoài môi trường tại một số bãi thải quặng đuôi: cụ thể luận án đã chọn bãi thải quặng đuôi cho 2 mỏ là mỏ thiếc sa khoáng Bản Cô (là mỏ kim loại và khai thác lộ thiên) và bãi thải mỏ Đá hoa trắng Châu Hồng (là mỏ phi kim và khai thác lộ thiên) tại Quỳ Hợp, Nghệ An để mô phòng. - Phân vùng nguy cơ ô nhiễm môi trường tại một số vùng thuộc khu vực nghiên cứu liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản. Cụ thể luận án đã chọn vùng ven biển Thạch Hà Cẩm Xuyên (Hà Tĩnh) và Vùng Quỳ Hơp (Nghệ An). 11 3.2.1. Kết quả đánh giá nguy cơ xảy ra tai biến trượt lở liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản khu vực nghiên cứu (Vùng Quỳ Hợp và vùng Tương Dương Nghệ An). Khu vực Nghệ An được đánh giá là một trong số khu vực của nước ta có tài nguyên khoáng sản phong phú và đa dạng; trong đó các loại khoáng sản như: sắt, thiếc, titan, mangan, vàng, nguyên liệu xi măng, đá hoa ốp lát và sản xuất bột carbonat calci, khoáng sản làm vật liệu xây dựng thông thường có tiềm năng khá lớn, hiện đang được khai thác ở nhiều nơi. Hoạt động khai thác khoáng sản đã góp phần giải quyết việc làm, tăng thu ngân sách, thúc đẩy kinh tế địa phương phát triển, nhưng do số lượng mỏ khai thác lớn, công nghệ khai thác đa số mỏ còn lạc hậu, công tác bảo vệ môi trường chưa tốt..., đã dẫn đến môi trường tại nhiều vùng khai thác khoáng sản bị ô nhiễm và suy thoái khá nghiêm trọng Vì vậy, nghiên cứu đánh giá tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản các vùng thuộc khu vực Nghệ An là hết sức cần thiết. Dựa vào đặc trưng của từng vùng khai thác thuộc khu vực Nghệ An và dựa vào nguồn tài liệu thu thập cũng như khảo sát được trong luận án học viên đã tiến hành nghiên cứu đánh giá chi tiết vấn đề tai biến môi trường liên quan hoạt động khai thac khoáng sản cho hai vùng là Quỳ Hợp và Tương Dương. Để đánh giá nguy cơ tai biến trượt lở liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản luận án đã tiến hành phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng xảy ra tai biến môi trường do hoạt động khai thác khoáng sản tại khu vực Quỳ Hợp và Tương Dương gồm các điều kiện địa chất nền, các điều kiện tự nhiên và các hoạt động nhân sinh từ đó tính toán kết quả phân tích các mô hình thống kê gồm các mô hình thống kê Bayes, mô hình hồi quy logic và mạng nơron nhân tạo. * Kết quả đánh giá Kết quả phân tích mức độ tin cậy của các phương pháp được tổng hợp trong bảng sau: Bảng 3.1.2. Độ tin cậy của các phương pháp dự báo Diện tích Hệ số Độ chính Phương pháp Độ đúng Hệ số F đường cong Kappa xác ROC WoE 0,686 0,897 0,902 0,899 0,785 LR 0,740 0,910 0,915 0,912 0.842 ANN 0,758 0,916 0,921 0,918 0,894 Các kết quả so sánh về mức độ tin cậy giữa các mô hình đều cho thấy mô hình mạng nơron nhân tạo có chất lượng tốt hơn. Do đó, bản đồ nguy cơ tai biến sẽ chọn theo kết quả xây dựng của mô hình mạng nơron nhân tạo (ANN). * Kết quả xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ xảy ra tai biến Kết quả đánh giá chung cho thấy mô hình mạng nơron nhân tạo cho kết quả dự báo tốt hơn cả. Các lớp thông tin cơ bản từ các bản đồ thành phần được đưa vào các mô hình tính toán và kết quả được thể hiện dưới dạng số về khả năng xảy ra tai biến cho từng điểm (pixel) cụ thể và liên kết để thể hiện trên nền GIS thành sơ đồ nguy cơ xảy ra tai biến (hazard map). 12 Hình 3.4. Sơ đồ dự báo nguy cơ và vị trí các điểm xảy ra tai biến theo kết quả tính toán của mô hình ANN Hình 3.5. Biểu đồ phân bố nguy cơ xảy ra tai biến theo chỉ số nhạy cảm (LSI) Để phân vùng nguy cơ xảy ra tai biến, dựa trên kết quả tính toán nguy cơ xảy ra tai biến theo cả ba phương pháp, nguy cơ xảy ra tai biến tại khu vực nghiên cứu được phân ra thành 4 cấp dựa theo mô hình phân phối chuẩn dựa trên kết quả tính toán giá trị trung bình (TB) và phương sai (PS) như mô tả trên hình sau: Hình 3.6. Phương pháp phân bậc theo phân phối chuẩn Dựa trên số liệu tính toán thực tế, các sơ đồ phân vùng dự báo nguy cơ xảy ra tai biến sau đó được phân ra thành các vùng như sau:Vùng có nguy cơ xảy ra tai biến thấp; Vùng có nguy cơ xảy ra tai biến trung bình; Vùng có nguy cơ xảy ra tai biến cao;Vùng có nguy cơ xảy ra tai 13 biến rất cao. Bản đồ phân vùng dự báo nguy cơ xảy ra tai biến sau đó được phân ra thành các vùng như sau: Vùng có nguy cơ xảy ra tai biến rất cao. Vùng có nguy cơ xảy ra tai biến cao. Vùng có nguy cơ xảy ra tai biến trung bình. Vùng có nguy cơ xảy ra tai biến thấp. Hình 3.7. Sơ đồ phân vùng nguy cơ xảy ra tai biến tại vùng Quỳ Hợp Kết quả phân vùng được kiểm nghiệm sử dụng vị trí tai biến đã xảy ra trong thực tế trong diện tích nghiên cứu cho thấy kết quả phân vùng sử dụng mô hình thống kê Bayes có độ chính xác tương đối cao. Cụ thể, diện tích được khoanh vùng rất cao tuy chỉ chiếm 16,5% diện tích nghiên cứu song có khả năng dự đoán chính xác trên 40% các vị trí xảy ra tai biến. Tính chung diện tích các khu vực được đánh dấu có nguy cơ cao và rất cao chỉ chiếm khoảng 37% diện tích nghiên cứu song dự đoán chính xác tới gần 80% các vị trí xảy ra tai biến đã biết. 3.2.2. Kết quả phân vùng lũ bùn đá tại vùng Nghiên cứu (Quỳ Hợp – Nghệ An) Nguy cơ xảy ra lũ bùn đá liên quan đến các hoạt động khai thác thác khoáng sản tại khu vực nghiên cứu khá cao đi kèm với hiện tượng trượt lở tại các khu khai thác, xưởng tuyển, hồ lắng, bãi thải mỏ… Các vị trí này thường được thiết kế cạnh các dòng chảy (sông, suối) chính, có nguy cơ xảy ra hiện tượng trượt lở khi có mưa lớn, gây bồi lấp dòng chảy, tạo nên các đập tạm thời, đặc biệt khi có mưa lớn bất thường, các dòng chảy tập trung nước nhanh trong một thời gian ngắn có khả năng phá vỡ các đập tạm thời và gây ra các dòng lũ bùn đá. Phương pháp phân tích bậc AHP (Analytic Hierarchy Process) (Thomas Saaty, 1980) là phương pháp phổ biến nhất trong các phương pháp đánh giá đa chỉ tiêu (Multi-Criteria Decision Analysis - MCDA), thường được sử dụng để đánh giá mối quan hệ giữa nguy cơ 14 xảy ra tai biến và các yếu tố ảnh hưởng bao gồm: Điều kiện mặt đệm, bao gồm 7 bản đồ thành phần gồm: Bản đồ phân vùng độ dốc; Bản đồ phân vùng thảm phủ; Bản đồ độ phân cắt ngang; Bản đồ độ phân cắt sâu; Bản đồ nguy cơ xói mòn đất; Bản đồ khả năng phòng hộ của rừng; Bản đồ nguy cơ trượt lở. Nguồn số liệu khí tượng - thuỷ văn được thu thập theo ngày trong 37 năm (1979-2016). Để phục vụ công tác nghiên cứu, NCS đã tiến hành khảo sát, xin ý kiến của 19 nhà nghiên cứu và chuyên gia, trong đó có 14 người đã trực tiếp nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ lũ quét trong vùng nghiên cứu. Tương tự như phương pháp xây dựng bản đồ nguy cơ trượt lở, bản đồ dự báo nguy cơ lũ bùn đá theo các kịch bản khác nhau cũng được xây dựng dưới dạng xác suất xảy ra tai biến. Kết quả tính toán được thể hiện dưới dạng mô hình số về khả năng xảy ra lũ bùn đá cho từng điểm (pixel) cụ thể và liên kết để thể hiện trên nền GIS thành sơ đồ nguy cơ lũ bùn đá (hazard map). Các bản đồ phân vùng dự báo nguy cơ sau đó được phân ra thành các vùng có nguy cơ thấp, trung bình, cao và rất cao. Hình 3.8. Sơ đồ dự báo nguy cơ lũ bùn đá theo phương pháp AHP Từ các bản đồ phân vùng nguy cơ lũ bùn đá có thể thấy rằng hầu hết các lưu vực sông suối có nguy cơ cao và rất cao đều có chung các tính chất đặc thù như: - Là điểm tập trung nước của nhiều nhánh suối khác nhau. - Thường là các đoạn cuối của dòng chảy uốn lượn, gấp khúc hoặc bị chặn bởi các cấu trúc bất lợi làm hẹp dòng chảy. - Đá gốc bao gồm các đá thuộc các hệ tầng có liên quan nhiều đến hiện trạng trượt lở trong vùng nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu cho phép chỉ ra các vùng có khả năng xuất hiện lũ bùn đá với các mức độ nguy cơ khác nhau trong khu vực nghiên cứu. 15 3.2.3. Kết quả mô phỏng quá trình lan truyền một số chất gây ô nhiễm môi trường tại một số bãi thải quặng đuôi các khu vực khai thác, chế biến khoáng sản Để phân tích quá trình lan truyền một số chất gây ô nhiễm môi trường các bãi thải quặng đuôi thuộc vùng nghiên Học viên đã tiến hành thu thập các tài liệu chi tiết về các điều kiện địa chất mỏ, điều kiện khai thác, các kết quả phân tích và quan trắc môi trường của mỏ kết hợp đi khảo sát thực tế tại một số mỏ đang khai thác để có đủ cơ sở dữ liệu đầu vào cho việc chạy mô hình CTRAN/W. Dựa vào kết quả thu thập và phân tích về hiện trạng môi trường một số mỏ thuộc khu vực nghiên cứu đồng thời dựa vào mức độ đặc trưng của loại hình khai thác khoáng sản học viên đã lựa chọn 2 mỏ đại diện là mỏ thiếc sa khoáng Bản Cô, xã Châu Thành và mỏ đá vôi trắng Châu Hồng, tiến hành lấy mẫu đất, nước tại 2 vị trí bãi thải mỏ để đánh giá hiện trạng môi trường và phân tích quá trình lan truyền của Asen từ bãi thãi mỏ ra môi trường xung quanh tại khu vực nghiên cứu. * Kết quả tính toán lan truyền của As theo mặt cắt qua bãi thải tại mỏ thiếc Bản Cô: Kết quả tính toán lan truyền của As theo mặt cắt qua bãi thải với giả thiết thiết dòng thấm có gradient thủy lực là 2%. Hàm lượng của As đo đạc tại khu vực đáy bãi thải là 73 - 79,8ppm, vượt tiêu chuẩn 6,08 - 6,65 lần; hàm lượng cho phép của As đối với đất và chất thải rắn là 12ppm. Kết quả tính toán dòng thấm ổn định trong nền đất được thể hiện trên theo các khoảng thời gian 250 ngày, 500 ngày (1,37 năm), 750 ngày (2.05 năm), 1000 ngày (2,74 năm), 1250 ngày (3,42 năm) và 1500 ngày (4,11 năm). a) b) c) d) 16