Ứng dụng mô hình toán đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải sức chịu tải sông cầu tỉnh thái nguyên

;

BỘ GIÁO DỤC VÀĐÀOTẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠIHỌCTHUỶLỢI

---------------

LÊ THỊ HƯƠNG

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG
TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI, SỨC CHỊU TẢI SÔNG
CẦU, TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2022



BỘ GIÁO DỤC VÀĐÀOTẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠIHỌCTHUỶLỢI

---------------

LÊ THỊ HƯƠNG

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG
TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI, SỨC CHỊU TẢI SÔNG
CẦU, TỈNH THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: Thủy văn học
Mã số: 8440224

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS Trần Kim Châu

HÀ NỘI, NĂM 2022



LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của bản thân. Các kết quả nghiên cứu
và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào
và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện
trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả luận văn

Lê Thị Hương

1


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, học viên xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Kim Châu Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước đã dành thời gian, tâm huyết và tận tình hướng dẫn

học viên trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện luậnvăn.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn Ban Giám hiệu, phòng Đào tạo, khoa Kỹ thuật tài
nguyên nước, bộ môn Kỹ thuật sông và Quản lý thiên tai, trường Đại học Thủy lợi, đã
giúp đỡ tạo mọi điều kiện để tác giả hồn thành luận văn này.
Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn tạo
điều kiện giúp đỡ, hỗ trợ và động viên về mọi mặt để tác giả có thể vượt qua mọi khó
khăn, trở ngại trong q trình thực hiện và hoàn thành luận văn đúng tiến độ.
Đềtàinghiêncứusửdụngtàiliệuthựctếvàvậndụngtổnghợpcáckiếnthứcđãhọc.Dù

bảnthânđã

hết sức cốgắng nhưngdothời gian cũngnhư sự hạn chếtrong trìnhđộ nên đề
tàinghiêncứukhơngthểtránh khỏi những thiếu sót.Để đề tàitiếptục đượchồn
thiện,tơimongnhậnđượcsựđónggóptừcácthầy,cơgiáo,cácanh,chịvàbạnbè.
Tơi xin chân thành cảm ơn!


MỤC LỤC
DANH SÁCH CÁC BẢNGSỐLIỆU.............................................................................v
DANH SÁCH CÁC HÌNHMINHHỌA........................................................................vi
DANH MỤC CÁC TỪVIẾTTẮT..............................................................................viii
MỞĐẦU........................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1: TỔNGQUAN..........................................................................................4
1.1. Tổng quannghiêncứu...........................................................................................4
1.1.1. Tổng quan các nghiên cứu trênthếgiới........................................................4
1.1.2. Tổng quan các nghiên cứutrongnước..........................................................6
1.2. Tổng quan về khu vựcnghiêncứu..........................................................................9
1.2.1. Vị tríđịalý...................................................................................................9
1.2.2. Đặcđiểmđịahình.......................................................................................10
1.2.3. Đặcđiểmkhí tượng,thủyvăn.......................................................................11

1.2.4. Đặcđiểmkinh tế - xã hội củalưuvực...........................................................15
1.2.5. Hiện trạng xả nước thải vào nguồn nướctrênsôngCầu...............................16
1.2.6. Hiện trạng chất lượng nước trênsôngCầu...................................................19
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊNCỨU...........................................................23
2.1. Phương phápnghiêncứu......................................................................................23
2.1.1. Thuthậptàiliệu..........................................................................................24
2.1.2. Phân đoạn sông và lựa chọn thơng sốđánhgiá.............................................25
2.1.3. Đánhgiákhảnăngtiếpnhậnnướcthải,sứcchịutải............................................26
2.2. Phân tích, lựa chọncơngcụ..................................................................................27
2.2.1. Lựa chọn mơ hìnhđánhgiá.........................................................................27
2.2.2. Giới thiệu mơ hìnhMIKE11......................................................................28
2.3. Xây dựng, thiết lập mơ hìnhMIKE11..................................................................34
2.3.1. Thiết lậpmạngsơng...................................................................................34
2.3.2. Sốliệubiên................................................................................................39
2.3.3. Hiệu chỉnh và kiểm địnhmơhình...............................................................47
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀTHẢOLUẬN.................................................................50
3.1. Phân đoạn sông và lựa chọn thông sốđánhgiá......................................................50


3.1.1. Phân đoạn sơngđánhgiá.............................................................................50
3.1.2. Xácđịnhmục đích sửdụngnước...................................................................52
3.1.3. Lựa chọn thơng sốđánhgiá.........................................................................54
3.2. Hiệu chỉnh và kiểm địnhmơhình.........................................................................56
3.2.1. Hiệuchỉnhvàkiểmđịnhmơhìnhthủylực.........................................................56
3.2.2. Hiệuchỉnh,kiểm định mơhìnhchấtlượngnước..............................................57
3.3. Tínhtốnkhảnăngtiếpnhậnnướcthải,sứcchịutảisơngCầu.........................................60
3.3.1. Phântích,xácđịnhlưulượngdịngchảynhỏnhất................................................60
3.3.2. Tính tốn tải lượng ơ nhiễm và tải lượng tối đa của thơng số chất
lượngnước.........................................................................................................61
3.3.3. Tínhtốnkhảnăngtiếpnhậnnướcthải,sứcchịutảitrênsơngCầu...........................72

3.4. Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động xả nước thải đến các mụcđíchsử dụng
nướcvàđềxuấtcácgiảiphápgiảmthiểnhiễmnguồnnước................................................74
3.4.1. Đánhgiá ảnh hưởng của các hoạt động xả nướcthảiđến các mục đích
sửdụngnước.......................................................................................................74
3.4.2. Đềxuấtcácgiảiphápgiảmthiểnhiễmnguồnnước.........................................78
KẾT LUẬN VÀKIẾN NGHỊ.......................................................................................87
TÀI LIỆUTHAMKHẢO.............................................................................................89
PHỤLỤC..................................................................................................................... 91


DANH SÁCH CÁC BẢNG SỐ LIỆU
Bảng 1.1- Đặc trưng dòng chảy năm tại trạm thủy văn thuộc lưu vựcsôngCầu............13
Bảng 1.2- Phân phối dịng chảy trungbìnhtháng...........................................................14
Bảng 1.3- Phân phối modul dịngchảytháng.................................................................14
Bảng1.4-Lưulượngdịngchảynhỏnhấtcácthángmùacạnmộtsốtrạmthủyvăn.......................15
Bảng 1.5- Tổng hợp nguồn thải ≥5 m3/ngày đêm lưu vựcsôngCầu..............................16
Bảng 2.1- Danh mục các tài liệu cầnthuthập................................................................24
Bảng 2.2- Kết nối mạng sơngtínhtốn..........................................................................36
Bảng 2.3- Địa hình lịng dẫn mạng thủy lực trênsôngCầu............................................36
Bảng 2.4- Danh sách các biên trên, biên dưới mô hìnhthủylực.....................................40
Bảng 2.5- Hệ thống biên thủy văn sơ đồ tính thủy động lực học lưu vựcsông Cầu.......45
Bảng 2.6- Trạm hiệu chỉnh và kiểm địnhmơ hình.........................................................47
Bảng 3.1- Phân đoạn sơng xác định khả năng tiếp nhận nước thảicủasông..................51
Bảng3.2-PhânvùngchứcnăngnguồnnướcvàmụctiêuchấtlượngnướcsôngCầu....................53
Bảng 3.3- Chỉ số NASH hiệu chỉnh và kiểm định mơ hìnhMIKE11............................56
Bảng 3.4- Chỉ số NASH hiệu chỉnh và kiểm định mơ hìnhMIKE11............................57
Bảng 3.5- Kết quả xác định lưu lượng dòng chảynhỏnhất............................................61
Bảng 3.6- Kết quả tính tốn khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải cho từng
thôngsố chất lượng nước trên sông Cầunăm2018.........................................................72

DANH SÁCH CÁC HÌNH MINH HỌA
Hình 1.1- Bản đồ lưu vực sơng Cầu,TháiNgun.........................................................10
Hình 1.2- Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi các yếu tố khí tượng lưu vựcsơngCầu...........12
Hình 1.3- Hiện trạng xả nước thải vào nguồn nước lưu vực sông Cầu, Thái
Ngun.18 Hình 1.4- Diễn biến BOD 5trênsơngCầu.....................................................19
Hình 1.5- Diễn biến COD trênsơngCầu........................................................................20
Hình 1.6- Diễn biến NH4+trênsơngCầu.........................................................................21
Hình 1.7- Diễn biến NO3-trênsơngCầu..........................................................................21
Hình 1.8- Diễn biến PO43-trênsơngCầu.........................................................................22
Hình 2.1- Sơ đồ đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải, sứcchịutải.............................23
Hình 2.2- Sơ đồ mạng sơng tính tốn thủy lựcsơngCầu................................................35
Hình 2.3- Mặt cắt ngang sơng Cầu tại lýtrình 25.000....................................................38
Hình 2.4- Thiết lập điều kiện biêntrên(a).....................................................................39
Hình 2.5- Thiết lập điều kiện biên trên mơhình(b).......................................................40
Hình 2.6- Thiết lập điều kiện biên dưới mơhình(a)......................................................41
Hình 2.7- Thiết lập điều kiện biên dưới mơhình(b)......................................................41
Hình 2.8- Thiết lập điều kiện biên nhập lưu – nguồn thải điểm trên mơhình(a)...........43
Hình 2.9- Thiết lập điều kiện biên nhập lưu – nguồn thải điểm trên mơ hình (b)4 3
Hình 2.10- Thiết lập điều kiện biên khu giữa – nguồn thải diện trên mô hình (B)44
Hình2.11-ThiếtlậpđiềukiệnbiênnhậplưuchomơhìnhMike11kếthợpmodulAD.46Hình2.12ThiếtlậpđiềukiệnbiênkhugiữachomơhìnhMike11kếthợpmodulAD.46Hình 2.13- Sơ đồ
thiết lập điều kiện biên cho mơ hìnhMike11.....................................................................47
Hình 2.14- Sơ đồ q trình hiệu chỉnh bộ thơng sốmơhình..........................................48
Hình 3.1- Vị trí đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải trênsơngCầu...........................50
Hình 3.2- Sơ đồ phân đoạnsơng Cầu............................................................................52
Hình 3.3- Kết quả hiệu chỉnh thơng số mơ hình tại trạm Đáp Cầu thờiđoạn2016.........56
Hình 3.4- Kết quả kiểm nghiệm thơng số mơ hình tại trạm Đáp Cầu thời đoạn
2017.57Hình 3.5- Kết quả hiệu chỉnh các thông số chất lượng nước với nồng độcácchất....58
Hình 3.6- Kết quả hiệu chỉnh các thơng số chất lượng nước với nồng độcácchất........59
Hình 3.7- Lưu lượng trung bình tháng tại vị trí cácđoạnsơng.......................................60

vi


Hình 3.8- Tải lượng BOD5hiện có tại vị trí cácđoạnsơng..............................................62
Hình 3.9- Sức chịu tải BOD5tại vị trí cácđoạnsơng.......................................................63
Hình 3.10- Tải lượng COD hiện có tại vị trí cácđoạnsơng...........................................64
Hình 3.11- Sức chịu tải COD tại vị trí cácđoạnsơng....................................................65
Hình 3.12- Tải lượng NO3-hiện có tại vị trí cácđoạnsơng.............................................66
Hình 3.13- Sức chịu tải NO3-tại vị trí cácđoạnsơng.......................................................67
Hình 3.14- Tải lượng NH4+hiện có tại vị trí cácđoạnsơng.............................................68
Hình 3.15- Sức chịu tải NH4+tại vị trí cácđoạnsơng......................................................69
Hình 3.16- Tải lượng PO43-hiện có tại vị trí cácđoạnsơng.............................................70
Hình 3.17- Sức chịu tải PO43-tại vị trí cácđoạnsơng......................................................71
Hình 3.18- Biểu đồ diễn biến sức chịu tải BOD5dọcsơngCầu.......................................73
Hình 3.19- Biểu đồ diễn biến sức chịu tải COD dọcsơngCầu.......................................73
Hình 3.20- Biểu đồ diễn biến sức chịu tải NH4+dọcsơngCầu........................................73
Hình 3.21- Biểu đồ diễn biến sức chịu tải NO3-dọcsơngCầu........................................74
Hình 3.22- Biểu đồ diễn biến sức chịu tải PO43-dọcsôngCầu........................................74


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BTNMT:

Bộ Tài nguyên và Môi trường

BVTV:

Bảo vệ thựcvật

BVMT:

Bảo vệ môi trường

CCBVMT:

Chi cục Bảo vệ Môi trường

CLN:

Chất lượngnước

KCN:

Khu côngnghiệp

CCN:

Cụm côngnghiệp

KTXH:

Kinh tế - Xã hội

KHCN:

Khoa học côngnghệ

QCVN08:

QCVN08-MT:2015/BTNMT

Thông tư 76: Thông tư 76/2017/TT-BTNMT
UBND:

Ủy ban nhândân

TP:

Thànhphố

NN&PTNT: Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

viii


MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của nghiên cứu
Thái Nguyên là một tỉnh miền núi phía Bắc có mật độ sơng, suối dày đặc, có nhiều
sơng lớn, sơng liên tỉnh chảy qua như: Sông Công, sông Cầu. Tổng sản phẩm trên địa
bàn tỉnh (GDP) hàng năm tăng trên 7,5% gồm các hoạt động sản xuất diễn ra sôi động
như: Công nghiệp, khai khoáng, da giầy, sản xuất giấy, chế biến lâm sản, thực phẩm...
Các hoạt động này đem lại nguồn thu nhập lớn cho tỉnh nhưng đồng thời lại tạo áp lực
cho việc khai thác và bảo vệ tài nguyên nước ở đây.
Sơng Cầu chảy qua tỉnh Thái Ngun đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh
tế - xã hội của tỉnh. Nhưng hiện nay chất lượng nước sông đang có dấu hiệu suy giảm
khơng đáp ứng được các mục đích khai thác, sử dụng nhất là trong việc lấy nước phục
vụ sinh hoạt. Nguyên nhân do sông vẫn đang phải tiếp nhận nhiều loại nguồn thải khác
nhau, bao gồm cả nguồn thải hiện trạng và các nguồn thải sẽ phát sinh theo quy hoạch
các dự án. Để bảo vệ nguồn nước quan trọng này, việc đánh giá khả năng tiếp nhận

nước thải, sức chịu tải trên sông là đặc biệt cần thiết.
Ngày 29/12/2017 Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban hành Thông tư số 76/2017/TTBTNMT quy định về đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải của nguồn
nước sông, hồ. Tại Khoản 1, Điều 8 quy định các phương pháp đánh giá khả năng tiếp
nhận nước thải, sức chịu tải của sơng, trong đó phương pháp mơ hình tốn được thực
hiện đối với đoạn sơng có nguồn thải trực tiếp nhưng xem xét các q trình gia nhập
dịng chảy, biến đổi, khuyếch tán của các chất ô nhiễm.
Từ những nội dung trên, việc lựa chọn nghiên cứu “Ứng dụng mơ hình tốn đánh giá
khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải sông Cầu, tỉnh Thái Nguyên” là rất có ý
nghĩa và đặc biệt cần thiết; việc này khơng chỉ giúp tính tốn và đưa ra được định mức
xả thải cho từng đoạn sông mà là căn cứ phục vụ thành lập các khung pháp lý, công
tác quản lý, cấp phép, bảo vệ và quy hoạch tài nguyên nước, đáp ứng mục tiêu phát
triển kinh tế xã hội bền vững cho tỉnh TháiNguyên.


2. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiêncứu
2.1. Mục tiêu của nghiêncứu
- Mục tiêu chung là đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải của sông Cầu,
tỉnh Thái Ngun bằng mơ hình tốn và đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm
nguồnnước.
- Mục tiêu cụthể:
+ Đánh giá được khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải của các nguồn nước sơng
Cầu bằng mơ hình toán;
+ Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động xả nước thải đến các mục đích sử dụng nước;
+ Đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước sông Cầu.
2.2. Đối tượng nghiêncứu
Chất lượng nước sông Cầu chảy qua tỉnh Thái Nguyên, bao gồm các thông số:
COD,BOD5, NH4+, NO3-và PO43-.
2.3. Phạm vi nghiêncứu
Sông Cầu chảy qua tỉnh Thái Nguyên có chiều dài 110 km, diện tích lưu vực 3.521,96
km2. Sông bắt đầu chảy vào Thái Nguyên từ xã Văn Lăng (huyện Đồng Hỷ) qua TP.

Thái Nguyên, TP. Sông Công, huyện Phú Bình, TP. Phổ Yên tới chỗ nhập lưu của
sơng Cơng, sau đó chảy ra khỏi đất của TháiNgun.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiêncứu
3.1. Cách tiếpcận
+ Tiếp cận kế thừa có chọn lọc và bổ sung;
+ Tiếp cận tổng hợp và hệ thống;
+ Tiếp cận các phương pháp, công cụ hiện đại trong nghiên cứu.

2


3.2. Phương pháp nghiêncứu
+ Phương pháp thu thập, thống kê và tổng hợp tài liệu: Trên cơ sở kế thừa, phân tích
và tổng hợp các nguồn tài liệu, tư liệu, số liệu thơng tin có liên quan một cách có chọn
lọc, từ đó, đánh giá chúng theo yêu cầu và mục đích nghiên cứu và các đơn vị lưu trữ
tài liệu để thuthập.
+ Phương pháp mơ hình tốn: Việc đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải
của sông được thực hiện trên cơ sở giới hạn tối đa của từng thông số đánh giá theo quy
chuẩn kỹ thuật về chất lượng nước mặt, lưu lượng và kết quả phân tích chất lượng
nguồn nước sơng, lưu lượng và kết quả phân tích của các nguồn nước thải xả vào đoạn
sơng và q trình gia nhập dịng chảy, biến đổi của các chất gây ô nhiễm.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổngquan nghiên cứu
1.1.1. Tổng quan các nghiên cứu trên thếgiới
Trong lĩnh vực nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải đã có
nhiều cơng trình nghiên cứu được tiến hành trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Sau
đây là một số cơng trình nghiên cứu điển hình.
ÁpdụngmơhìnhEnvironmentalFluidDynamicsCodeởsơngGallinas,Mexicođểđánhgiá

sứcchịutảisơng phụcvụ bảo vệchất lượngnước doVillota- Lospezthựchiện năm 2021.Dự
ánthực hiệnvới mụctiêu đánhgiá sứcchịu tảicủasông Gallinas,Mexicochống lại
nướcxảthải nơng nghiệpvàcơng nghiệp từ trồng trọtvàchếbiến míađường. Bằngmơhình
Environmental Fluid Dynamics Code phiênbản8.4, nghiêncứu tậptrungmôphỏng
nồngđộcủamột sốchấtônhiễm,chủ yếunhư phốt phát, nitratvà oxy hịatan,cónguồngốctừ
cơng

nghiệp

ni

trồng

míadưới

cáckịchbản

giảthuyết

khác

nhauđểxácđịnhsứcchịutảicủasơng.Kếtquảchỉrarằng,lượngơnhiễmphốtphátmạnhmẽ
hơntrongmùamưa và nồngđộvượtqchỉ tiêuantồnchonước sinh hoạt.Oxy hịa tan
thểhiện lượng vừađủtrongcả haimùamưa vàkhơ,tuynhiên nồngđộ sẽ ít hơntrongmùa hè
do

ảnhhưởngcủanhiệtđộtăng

lên.Qua

kết

quả

thìsơng

Gallinascósức

chịutảitốt,kểcảtrongtrườnghợptăngnồngđộchấtơnhiễm[1].
Tìm hiểu sức chịu tải của các hệ thống sông ở Scotland do Novo thực hiện năm 2017.
Dự án nghiên cứu về sự phát triển của chất lượng nước và khả năng chịu tải của các
sông tại đông bắc Scotland được thực hiện trên 5 địa điểm thượng nguồn và 17 địa
điểm hạ nguồn. Sức chịu tải của sơng được tính bằng tỷ số giữa nồng độ chất ô nhiễm
trong nước và sự chênh lệch giữa nồng độ nền và nồng độ theo tiêu chuẩn chất lượng
nước. Kết quả nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét những chất gây
ô nhiễm và cảnh báo các chất như asen, chì và thủy ngân có thể đe dọa sức khỏe và
tính bền vững của hệ sinh thái. Ngoài ra nghiên cứu cũng chỉ ra việc dùng sức chịu tải
của hệ thống môi trường nước để báo hiệu của sự thay đổi của môi trường[2].


Đánh giá sức chịu tải của các sông bằng mô hình chất lượng nước do Torres-Bejarano
thực hiện năm 2022. Dự án thực hiện nghiên cứu khả năng đồng hóa chất thải của sơng
Sinú, Colombia bằng việc xây dựng mơ hình chất lượng thủy động lực học và chất
lượng nước của đoạn sơng dài 11,06 km. Mơ hình được xây dựng bằng phần mềm
Environmental Fluid Dynamics Code (EFDC) đánh giá một vài chỉ tiêu nước như
COD, DO, nitrat, phốt phát, TSS qua các mùa khác nhau. Kết quả chỉ ra sức chịu tải
của sơng bị ảnh hưởng nhất khi dịng chảy sông giảm 50%, đồng thời một số chỉ tiêu
vượt quá mức cho phép, nhất là vào mùa khô khi mà vận tốc dịng chảy của sơng chậm
hơn làm giảm bớt q trình pha lỗng [3].
Đánh giá sức chịu tải các sông ở vùng Dnipropetrovsk bằng GIS do Kulikova thực

hiện năm 2018. Mục tiêu của dự án là điều tra mức độ thay đổi của hệ sinh thái các
sông ở vùng Dnipropetrovsk, Ukraine dưới tác động của con người và xác định giới
hạn tải lượng hợp lý cho hệ sinh thái thủy sinh bằng cơng nghệ GIS. Để phục vụ phân
tích không gian các thông số thủy văn và biểu diễn dữ liệu dưới dạng bản đồ, hệ thống
thông tin địa lý của các sông vùng Dnipropetrovsk đã được phát triển trên phần mềm
ESRI ArcGIS Desktop10. Dựa trên các thông số thủy văn của 7 nguồn nước chính của
22 huyện, những chỉ tiêu chính biểu hiện cho sức chịu tải đã được tính tốn và sắp xếp
thứ hạng. Kết quả cho thấy phần lớn các sông đều vượt quá ngưỡng chịu tải. Do đó
một trong những nhiệm vụ chính để hướng tới sử dụng nước bền vững là điều chỉnh lại
tốc độ xả thải ô nhiễm cho phù hợp với mức độ chịu tải của hệ sinh thái thủy văn[4].
Tính tốn sức chịutải vàlượng thảiônhiễmởhuyện TrườngHưng dựatrên phát triểnbền
vững

do

Wuthực hiệnnăm2021.Dự

ántập trung đánhgiásức chịutải

vàtình

trạngơnhiễmcủa hệthống 22 sơng thuộc huyện Trường Hưng, tỉnh Chiết Giang, Trung
Quốc,chủ yếudựa trên hai chỉ tiêuCOD vàtổng nitơ.Tùytheo chức năngcủacác
sơng,mơhình chất lượng nước sơngmộtchiềuvà mơhình chất lượng mạnglướisơngđượcáp
dụng.Dựavàososánhgiữatảilượngơnhiễmhiệnnayvớigiớihạnxảthảivàosơng,kếtquả
chothấy

tổng

nitơ

làyếutốảnhhưởnglớn

đếnsứcchịu

tải

củasơngvà

tỷ

lệ

qtảicủachỉtiêunàylêntới5.0.Từđó,dựánđãđưaracácgiảiphápnhằmgiảmthảiơnhiễmrasơng
làmcơsởraquyếtđịnhquảnlývàbảovệnguồnnước[5].


Những thay đổi ở sức chịu tải của sông Gharehsou, phía đơng vùng Ardabil, Iran bằng
mơ hình Qual2kw do Yaser & Pegah thực hiện năm 2018. Dự án nghiên cứu đánh giá
những thay đổi của sức chịu tải sông Gharehsou, nơi đầu vào và xả nước thải sinh
hoạt, công nghiệp và nơng nghiệp bằng mơ hình Qual2kw. Mơ hình được hiệu
chuẩnbằng cách so sánh kết quả từ mô phỏng với dữ liệu từ quan sát của các chỉ
sốNO3,BOD, DO, pH và nhiệt độ của các điểm đo trên sông trong tháng 01 và tháng 7.
Kết quả chỉ ra sông Gharehsou có sức chịu tải thấp với các chỉ tiêu này và đồng thời
cho thấy tác động nghiêm trọng của các nguồn ô nhiễm[6].
1.1.2. Tổng quan các nghiên cứu trongnước
Trong hơn một thập kỷ qua, các nghiên cứu về mơ hình chất lượng nước nói chung và
sức chịu tải tại Việt Nam chủ yếu phát triển theo các hướng sau:
- Sử dụng mơ hình chất lượng nước nước ngồi chuyển giao hoặc từ các nguồn khác
nhau;

- Xây dựng mơ hình tính tốn lan truyền và chuyển hóa chất ơ nhiễm cho một đối
tượng cụ thể trên cơ sở các dữ liệu đầu vào khảo sát và thu thậpđược.
Trong cả hai trường hợp trên, mơ hình chất lượng nước chủ yếu tập trung cho các con
sơng chính của Việt Nam như:
Nghiên cứu “Nghiên cứu, áp dụng mơ hình QUAL2K để dự báo diễn biến chất lượng
nước trên lưu vực sông Cầu” của tác giả Mạc Thị Viền, trường Đại học Khoa học tự
nhiên (Đại học quốc gia Hà Nội) năm 2014, bài báo cáo đánh giá chất lượng nước, tính
tốn các nguồn thải: công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt, y tế, khai thác khống sản
trên sơng Cầu. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình chỉ ra rằng mơ hình
QUAL2K mơ phỏng không khác nhiều so với thực tế. Kết quả nghiên cứu còn chỉ ra
rằng nồng độ BOD, NH4, NO3, TSS tăng dần qua các năm[7].
Nghiên cứu “Sử dụngphần mềmQUAL2K trongquảnlý chất lượngnướctỉnh Vĩnh
Phúc”củatácgiả ĐỗĐình Chínhnăm2015,bài báocũng nghiêncứuvềcácchất DO,BOD,
NH4, NO3, PO4.Kếtquả cho thấy các chất trênnằmtrong giớihạn chophépcủaQCVN
08:2008/BTNMT– Quychuẩnkỹthuậtquốc giavề chất lượngnước mặt[7].


Nghiên cứu thuộc viện Công nghệ môi trường thuộc dự án JiCa và đề tài 07.05/19 - 19
của Viện Hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam. Các nghiên cứu này sử dụng mơ
hình QUAL2K mơ phỏng chất lượng nước sơng lưu vực sơng Cầu. Tính tốn tải lượng
ơ nhiễm dựa trên thiết lập các mơ hình. Kết quả cho thấy một số đoạn sông thuộc lưu
vực sông Cầu vẫn có khả năng tiếp nhận tải lượng chất ơ nhiễm song cần có các biện
pháp thích hợp phân bổ hạn ngạch xả thải [7].
Đề tài “Nghiên cứu tính tốn phân bố hợp lý các nguồn thải và xác định tải lượng ơ
nhiễm ngày tối đa phục vụ kiểm sốt và quản lý chất lượng môi trường nước lưu vực
sông ở Việt Nam” do PGS.TS. Hà Ngọc Hiến thực hiện năm 2018-2019. Đề tài đã xác
lập cơ sở khoa học tính toán phân bố hợp lý các nguồn thải và xác định tải lượng ô
nhiễm ngày tối đa trên cơ sở các mơ hình số có tính đến đầy đủ các quá trình tự làm
sạch và các dạng nguồn thải khác nhau; đề xuất quy trình mới xác định tải lượng ô
nhiễm ngày tối đa trên cơ sở các mô hình số; xác định tải lượng ô nhiễm tối đa ngày

với BOD, COD, Tổng N, Tổng P cho các đoạn sông trên dịng chính sơng Cầu từ Chợ
Mới đến Phả Lại. Kết quả cho thấy sức chịu tải của các đoạn sơng thay đổi khơng hồn
tồn tỷ lệ thuận với độ dài đoạn sông; khả năng tự làm sạch của các đoạn sông là đáng
kể, chiếm từ 27% đến 46% SCT của đoạn sông [8].
Đề tài “Nghiên cứu sức chịu tải môi trường của sông Trường Giang, tỉnh Quảng Nam
làm cơ sở khoa học cho việc sử dụng hợp lý” do Th.S Mai Trọng Hoàng thực hiện
năm 2020. Nghiên cứu sử dụng mơ hình MIKE 11 và MIKE 21 để mơ phỏng
thủyđộng lực, chất lượng nước sông (các chỉ tiêu COD, BOD, NO 3-+ NO2-, NH4+,
TSS)với các kịch bản năm năm cơ sở 2017 và 2030 trong mùa khô (tháng 4-6) và xác
định khả năng chịu tải của sông Trường Giang. Kết quả chỉ ra nguồn thải ô nhiễm đưa
vào sông Trường Giang chủ yếu xuất phát từ nguồn chăn nuôi, sinh hoạt, đặc biệt là
nguồn thải từ nuôi trồng thủy sản không được xử lý trước khi vào sông. Sức chịu tải ô
nhiễmcủa sông năm cơ sở 2017 theo 4 kịch bản lớn nhất với thông số NO 3-và thấp nhất
vớiBOD. Dự báo trong tương lai đến năm 2030, khả năng chụi tải các chất ô nhiễm
hầu như không được cải thiện mà có xu hướng giảm nhẹ, ngoại trừ TSS[9].
Nghiên cứu “Đánh giá khả năng chịu tải của nguồn nước vùng bờ thành phố Hồ Chí
Minh đến năm 2030 và đề xuất giải pháp cải thiện” của tác giả Lê Ngọc Tuấn năm


2021. Bài báo đã nghiên cứu khả năng chịu tải của nguồn nước vùng bờ thành phố Hồ
Chí Minh đến năm 2030 trong mối quan hệ với hiệu quả xử lý nước thải. Các khu vực
được nhận định khơng cịn khả năng chịu tải bao gồm toàn phạm vi vùng bờ (đối
vớithơng số TSS), sơng Sồi Rạp, thượng nguồn sơng Lòng Tàu (BOD, PO 43-,
Coliform), Đồng Tranh (BOD, PO43-), Vàm Sát (BOD) và vùng ven biển Cần Giờ
(PO43--P). Dovậy, khả năng chịu tải của nguồn nước đối với 06 thông số hữu cơ, dinh
dưỡng và visinh (TSS, BOD, NH4+-N, NO3--N, PO43--P và Coliform) được xem xét
đến năm 2030trong bối cảnh biến đổi khí hậu, nước biển dâng (RCP8.5) và các kịch
bản xử lý nước thải khác nhau. Kết quả cho thấy khả năng chịu tải năm 2030 dự kiến
sẽ giảm nếu tình hình xử lý nước thải (KB4) khơng được cải thiện. Việc tăng cường xử
lý nước thải, đáp ứng tối đa quy chuẩn xả thải (KB6) đến năm 2030 có khả năng làm

tăng sức tải so với KB4, giảm thông số và phạm vi ô nhiễm, và mở rộng phạm vi chịu
tải[10].
Nhận xét:Xem xét các cơng trình nghiên cứu nêu trên thấy rằng, các tác giả đều
nghiên cứu cấp độ ô nhiễm môi trường thủy vực trên cơ sở phân tích các q trình biến
đổi theo thời gian và không gian của các chỉ số chất lượng nước. Các nghiên cứu đã
được tiến hành bài bản và công phu. Tuy nhiên, để có thể đáp ứng được nhu cầu ngày
càng cao của các cấp quản lý, các nhà làm chính sách cũng như thơng tin cho xã hội
trong quản lý và sử dụng tài nguyên trên lưu vực nói chung, tài ngun nước nói riêng
thì cần những kết quả chi tiết hơn nữa. Cụ thể, các thông tin cần được rút ra cuối cùng
và quan trọng nhất của những nghiên cứu trên phải là:
(1) Đánh giá được khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải theo quy định của Thông
tư 76/2017/TT-BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về đánh giá khả năng
tiếp nhận nước thải, sức chịu tải của nguồn nước sông,hồ;
(2) Định lượng được sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải cho từng đoạn sông
trong từng sông trong các khu vực nghiêncứu;
(3) Đề xuất, kiến nghị cụ thể về việc vận dụng, áp dụng sức chịu tải đối với từng đoạn
sông nhằm góp phần đạt hiệu quả trong cơng tác bảo vệ môitrường.