Giáo trình bảo vệ môi trường - Phần 2 Bảo vệ nước lục địa - Chương 6 pdf

365 366
thời kỳ kiệt trên phần lớn sông ngòi của Liên Xô vo mùa đông
hay hè - thu trong trờng hợp ny lm hạn chế đáng kể khả
năng sử dụng chúng để lấy nớc. Trong khi đó quan trắc đợc
dao động lớn của dòng chảy kiệt theo các năm. Do vậy, việc
nghiên cứu trạng thái tự nhiên của sông ngòi vo những năm ít
nớc nhất với các giá trị dòng chảy nhỏ nhất trong thời kỳ kiệt
có ý nghĩa lớn nhất. Nếu nh trong các điều kiện nh vậy, ở
trong sông giữ đợc các nguồn lợi sinh thái thì giá trị ny của
dòng chảy kiệt (hay cực tiểu) sẽ đợc chấp nhận hoặc nh cho
phép tối thiểu (nếu nh trong sông tạo ra các điều kiện trên
ranh giới lợi ích sinh thái), hoặc l gốc để tính toán. Lu lợng
nớc tính toán (vệ sinh) giữ lại trong sông đợc xác định bằng
cách dẫn các hệ số tính đến tổ hợp các nhân tố khác nhau, đặc
trng cho ý nghĩa kinh tế của sông ngòi, chế độ sinh hóa v
thủy hóa của chúng, khả năng tự lm sạch, dạng ô nhiễm v các
điều kiện khác, ảnh hởng đến chất lợng nớc.

Chơng 6
dự báo chất lợng ti nguyên nớc
Dự báo chất v lợng nớc lục địa l giai đoạn hon thiện
của kiểm soát. Các phơng pháp dự báo chất lợng nớc đang
áp dụng hiện nay có thể chia ra hai dạng: dựa trên đề xuất bảo
ton theo thời gian xu hớng của quá trình diễn ra trong đối
tợng nớc vo thời kỳ nghiên cứu chúng (phơng pháp ngoại
suy hay phơng pháp khoanh vùng), v dựa trên cơ sở mô
phỏng toán học hay nghiên cứu vật lý các quá trình thủy động
lực, quá trình lý hóa v các quá trình khác diễn ra trong thủy
vực v sông ngòi v tính đến qui luật thay đổi trạng thái của đối
tợng nớc với sự thay thế các nhân tố chính xác định trạng
thái ny - mô hình hóa quá trình (toán học, vật lý, phòng thí
nghiệm) hoặc tạo ra các đối tợng mô hình, lãnh thổ, khu vực.
Theo thời gian dự kiến dự báo có thể l hạn ngắn hoặc hạn di.
Khi sử dụng phơng pháp ngoại suy, thời gain qt cần phải
di hơn thời gian dự báo khá nhiều (từ 3 lần trở lên), bao trọn
các thời kỳ nhiều v ít nớc của dòng chảy, còn tính chất phá vỡ
chất v lợng dòng chảy cần bảo ton chế độ dừng v đơn
hớng. Với sự thay đổi đột ngột các nâhn tố nhân sinh, xác định
trạng thái đối tợng nớc, đặc biệt nếu các đột biến ny khó
367 368
tiến đoán, nhận đợc các số liệu dự báo khá thoả mãn thờng
khó xảy ra. Kết quả tốt nhất thu đợc khi ngoại suy các đờng
cong (hay vùng điểm) sự thay đổi lợng dòng chảy sông ngòi v
thể tích nớc thủy vực dới ảnh hởng của các hoạt động kinh
tế đã xác định theo các đặc trng trung bình năm của dòng chảy
sông ngòi hay mực nớc các thủy vực. Cũng nh vậy theo thời
gian các đặc trng chất lợng nớc trung bình năm khá ổn
định, chúng có thể sử dụng một cách tơng tự để dự báo.

Khi mô hình hóa có thể tạo dựng các mô hình toán học hay
vật lý của đối tợng nớc hay các quá trình trong đó chúng diễn
ra. Điều ny cho phép phân tích quy luật phát triển v thay đổi
trạng thái của đối tợng nớc m không cần tiến hnh các khảo
sát ngoi thực địa di.
Mô hình toán học chất lợng nớc dựa trên các phơng
trình vi phân đạo hm riêng. Nhờ chúng có thể mô hình hóa các
điều kiện hình thnh chất v lợng nớc (hoặc l các quá trình
riêng biệt chi phối chất lợng nớc) - mô hình thnh phần. Mô
hình hóa các dk tối u sự tồn tại đối tợng nớc tính đến tải
trọng nớc
thải hay khi tiến hnh lấy nớc cùng việc bảo ton
chất lợng nớc tiến hnh sử dụng các mô hình tối u hóa.
Mô hình chất lợng nớc cần phải khá đơn giản trong sử
dụng trên thực tế, không yêu cầu một lợng lớn thông tin ban
đầu, bao gồm các nhân tố chủ yếu hình thnh chất lợng nớc,
mang tính đại chúng v cho các kết quả khá tin cậy (hoặc có độ
chính xác cao).
Khi mô hình hóa chất lợng nớc cần tính đến động lực lan
truyền ô nhiễm v sự biến hình của chúng theo dọc sông hay
theo thể tích thủy vực (xáo trộn v pha loãng nớc). Vì vậy, mô
hình tính toán có thể l một, hai hay ba chiều.
Tuy nhiên, sự khác biệt lớn trong các phơng pháp tính
toán thờng rõ rng ở gần chỗ xả nớc thải, còn trong trờng
hợp, nếu nh khoảng cách từ chỗ đó vợt quá 30 m, các phơng
pháp khác nhau cho các kết quả gần giống nhau (Phancovskaia
v cộng sự, 1982). Sự phân tán các số liệu gần chỗ xả đợc giải
thích bởi tính phức tạp của việc xét đến tính chất pha loãng đầu
tiên.
Khi thnh lập các dự báo tác nghiệp ngắn hạn, nên tập

trung áp dụng phơng pháp tính toán sử dụng các hệ số phơng
sai v không bảo thủ v nó cho phép xác định trờng phân bố
các chất ô nhiễm khi xả nớc thải.
Với các dự báo chất lợng nớc hạn di, có thể sử dụn
g
phơng pháp cân bằng tính toán tính cả lu lợng nớc thải v
lu lợng nớc nơi tiếp nhận cũng nh nồng độ chất ô nhiễm.
Khi đó các sông vừa v lớn cần đợc chia ra các đoạn tính toán
từ tuyến đo ô nhiễm đến tuyến đo kiểm tra hay đến chỗ có nhập
lu, hoặc đến tuyến đo ô nhiễm mới.
Lựa chọn mô hình toán để dự báo chất lợng nớc đợc xác
định bởi sự hiện diện của các số liệu gốc v nhiệm vụ tính toán.
Sự ô nhiễm đối tợng nớc v dự báo trạng thái của chúng ở
một chừng mực no đó phụ thuộc vo sự phân bố các nguồn ô
nhiễm. tối u hóa các nguồn ny cần phải xuất phát từ nhiệm
vụ thnh lập điều kiện m với nó ô nhiễm l nhỏ nhất tức l
giải quyết vấn đề cực trị (Martruc, 1982) trên cơ sở sử dụng
phơng trình khuếch tán chất ô nhiễm lỏng với các số liệu cho
369 370
trớc về trờng vận tốc v các hệ số khuếch tán rối. Vấn đề tìm
cực trị đợc giải bằng cách thay đổi lựa chọn các giá trị giả định
(cực đại) của tiêu chuẩn vệ sinh trong các điểm tính toán của
phạm vi xem xét v lựa chọn điểm nhỏ nhất từ các giá trị cực
đại, nó chính l giá trị tính toán.
Tính đúng đắn của việc lựa chọn nơi xả nớc thải v xây
dựng nơi lấy nớc có thể chính xác bằng phơng pháp mô hình
hóa vật lý. Nó cho phép xác định vùng ô nhiễm v xác định dòng
chảy ngợc (nếu nó có) cuãng nh mức độ lm sạch nớc thải.
Nó cần phải có các bờ v đáy không xói. Khi thnh lập chúng
cần tuân thủ các điều kiện đồng dạng thủy lực với tự nhiên.

Điều ny đạt đợc bằng cách phân tích các phơng trình vi
phân, mô tả quá trình tác động qua lại của nớc thải v nớc tự
nhiên trong đối tợng nớc. Khi thiếu hệ phơng trình vi phân
có đầy đủ cơ sở có thể sử dụng lý thuyết thứ nguyên, tính đến
ảnh hởng của các nhân tố chính xác định quá trình nghiên
cứu.
Tơng tự động lực học của mô hình v tự nhiên quan trắc
đợc nếu nh có tơng tự động học v hình học của chúng v
bằng số Frud. Sự thu nhỏ cho phép củav tỷ lệ mô hình có thể từ
1 đến 500 khi giảm độ sâu xuống 10 cm (Phancovskaia v cộng
sự, 1982).
Ngoi ra mô hình hóa thủy lực chất lợng nớc có thể tiến
hnh phơng pháp tơng tự khu
ếch tán điện đối lu, dựa trên
cơ sở nghiên cứu quy luật lan truyền dòng điện trong môi
trờng dẫn điện nh l tơng tự của môi trờng nớc
(Drujzinhin, Suskin, 1975).
Thực hiện các mô hình toán v tơng tự bằng mô hình số
trên các máy tính số điện tử.
Nh ví dụ một số lợng cần thiết các thông tin ban đầu với
dự báo toán học trờng ô nhiễm trong trờng hợp thiết kế nơi xả
nớc thải có thể dùng tập hợp các số liệu cơ bản cho phép tính
toán phân bố nồng độ chất ô nhiễm bảo thủ hay không bảo thủ,
cũng nh sự thiếu hụt ôxy trong nớc với sự xả nớc thải từ bờ
(Phancovskaia v cộng sự, 1982):
- lu lợng nớc cực tiểu suất đảm bảo 95 % tại tuyến xả.
- độ sâu v độ rộng trung bình của dòng.
- diện tích mặt cắt ngang của dòng
- độ dốc thủy lực v bán kính lòng dẫn của dòng chảy.
- vận tốc động lực v trung bình của dòng chảy.

- nồng độ nền v độ hụt nền của ôxy
- hệ số tốc độ nhu cầu sinh hóa của ôxy
- hệ số tốc độ thông khí
- lu lợng nớc thải trên chỗ ra từ ống xả.
- nồng độ chất ô nhiễm bảo thủ v không bảo thủ trong
nớc thải khi xả.
Phụ thuộc vo tính chất tác động qua lại của việc đổ với đối
tợng nớc v các mô
hình áp dụng, dạng v lợng các thnh
phần có thể thay đổi chút ít. Mức độ phức tạp của mô hình đợc
xác định bởi số lợng v độ tin cậy của thông tin ban đầu, khả
năng sử dụng máy tính v độ mạnh của chúng.
Sự hiện diện các mô hình đa dạng dự báo chất lợng nớc
371 372
đã chi phối khả năng lựa chọn kết quả cuối cùng trên cơ sở đánh
giá tính hiệu quả kinh tế của các phơng án đang xét, về phần
mình lại tính đến khả năng điều khiển hệ thống thủy lợi v cải
tiến chúng. Khi đó các con đờng chính của điều khiển l tăng
cờng mức độ xử lý nớc thải, hon thiện việc xả nớc hay
thnh lập các hồ chứa điều tiết. Ưu thế cho phơng án cần kinh
phí v chi phí vận hnh ít nhất với sự bảo ton tiêu chuẩn chất
lợng nớc cho phép.

Chơng 7
Vùng bảo tồn nớc v dải rừng phòng hộ
Vai trò quan trọng trong sự nghiệp bảo vệ các đối tợng
nớc l các vùng chuyên dụng, tách theo bờ các sông, hồ v hồ
chứa. Sự chỉ định chúng l giữ gìn (hay thnh lập) các điều kiện
đối với việc xử lý tự nhiên các nớc bị ô nhiễm, xâm nhập từ lu
vực đến khi chúng rơi xuống đối tợng nớc trên đờng đi qua
của nớc mặt v dẫn chúng vo nớc ngầm. Đồng thời giảm
lợng phù sa, xâm nhập từ lu vực do bo mòn. Điieù ny thúc
đẩy sự bảo ton hay khôi phục chất lợng nớc tự nhiên v ở
một chừng mực no đó lm chế độ nớc tốt hơn. Các vùng nh
thế gọi l các vùng bảo vệ nớc ven bờ hay l các dải bảo vệ
nớc cận lòng dẫn.
Trong các vùng nh thế các hoạt động kinh tế bị hạn chế
hay cấm hon ton. Tiến hnh chủ yếu các biện pháp tổ chức
kinh tế, tới tiêu nông lâm nghiệp, kỹ thuật nông nghiệp hớng
đến sự giảm bo mòn v tẩy rửa ô nhiễm các đối tợng nớc.
Công tác khôi phục rừng có ý nghĩa to lớn do thực vật có chức
năng giữ nớc, đặc biệt l rừng.

Cây cỏ thâ
n gỗ v lau sậy có khả năng dẫn một phần lớn