Nghiên cứu cơ sở khoa học đánh giá và quản lý chất lượng nước các điểm nguồn cấp nước sinh hoạt trên sông sài gòn thuộc hệ thống sông đồng nai
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.7 MB, 225 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI MIỀN NAM
---------- -----------
HUỲNH CHỨC
NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ VÀ
QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CÁC ĐIỂM NGUỒN
CẤP NƯỚC SINH HOẠT TRÊN SÔNG SÀI GÒN
THUỘC HỆ THỐNG SÔNG ĐỒNG NAI
CHUYÊN NGÀNH : QUI HỌACH VÀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
___Tp. Hồ Chí Minh, năm 2012___
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI MIỀN NAM
---------- -----------
HUỲNH CHỨC
NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ VÀ
QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CÁC ĐIỂM NGUỒN
CẤP NƯỚC SINH HOẠT TRÊN SÔNG SÀI GÒN
THUỘC HỆ THỐNG SÔNG ĐỒNG NAI
CHUYÊN NGÀNH : QUI HỌACH VÀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC
MÃ SỐ NGÀNH
: 62 62 30 01
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. TĂNG ĐỨC THẮNG
___Tp. Hồ Chí Minh, năm 2012___
LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của Viện Khoa
học Thủy lợi Việt Nam, Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam, Vụ Giáo dục Đại học Bộ Giáo dục và Đào tạo đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả thực hiện luận án.
Tác giả chân thành cảm ơn sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Tăng
Đức Thắng, Phó Giám đốc Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Viện trưởng Viện
Khoa học Thủy lợi Miền Nam là người hướng dẫn khoa học của luận án, bởi việc
giúp đỡ tận tình trong suốt quá trình thực hiện luận án, từ giới thiệu đề tài đến thực
thi các ý tưởng khoa học.
Trong suốt quá trình thực hiện luận án, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ hết
sức quý báu từ lãnh đạo và cán bộ Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường
Tp.Hồ Chí Minh tạo điệu kiện thời gian trong quá trình thực hiện luận án và từ
nhiều cán bộ trong Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam. TS. Nguyễn Việt Dũng,
ThS. Phạm Đức Nghĩa, TS. Trịnh Thị Long, PGS.TS. Đỗ Tiến Lanh, ThS. Nguyễn
Phú Quỳnh,… và nhiều người khác đã cung cấp cho tác giả nhiều bộ số liệu quý
báu và các trao đổi kinh nghiệm từ các dự án sản xuất, các đề tài cấp Bộ và Nhà
nước.
Tác giả cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới GS.TSKH Nguyễn Ân Niên,
Chủ tịch Hội đồng Khoa học Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam; GS.TS Nguyễn
Tất Đắc, Viện Quy họach Thủy lợi Nam bộ; PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn, Hiệu
trưởng, Chủ tịch Hội đồng Khoa học – Đào tạo Trường Đại học Tài nguyên và Môi
trường Tp. Hồ Chí Minh, bởi sự giúp đỡ, trao đổi khoa học bổ ích trong quá trình
thực hiện luận án.
Cuối cùng, không thể thiếu được, là sự cảm ơn tới gia đình tác giả bởi sự cổ
vũ, khuyến khích, hỗ trợ, nhất là những lúc khó khăn mà chỉ ý chí đơn thuần khó có
thể vượt qua.
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả
nghiên cứu trong luận văn trung thực, được thực hiện trong quá trình nghiên cứu
sinh làm luận án và chưa được công bố trong bất kỳ công trình của tác giả nào khác.
Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan của mình.
TP. Hồ Chí Minh, 2012
Tác giả
HUỲNH CHỨC
LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của Viện Khoa
học Thủy lợi Việt Nam, Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam, Vụ Giáo dục Đại học Bộ Giáo dục và Đào tạo đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả thực hiện luận án.
Tác giả chân thành cảm ơn sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Tăng
Đức Thắng, Phó Giám đốc Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Viện trưởng Viện
Khoa học Thủy lợi Miền Nam là người hướng dẫn khoa học của luận án, bởi việc
giúp đỡ tận tình trong suốt quá trình thực hiện luận án, từ giới thiệu đề tài đến thực
thi các ý tưởng khoa học.
Trong suốt quá trình thực hiện luận án, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ hết
sức quý báu từ lãnh đạo và cán bộ Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường
Tp.Hồ Chí Minh tạo điệu kiện thời gian trong quá trình thực hiện luận án và từ
nhiều cán bộ trong Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam. TS. Nguyễn Việt Dũng,
ThS. Phạm Đức Nghĩa, TS. Trịnh Thị Long, PGS.TS. Đỗ Tiến Lanh, ThS. Nguyễn
Phú Quỳnh,… và nhiều người khác đã cung cấp cho tác giả nhiều bộ số liệu quý
báu và các trao đổi kinh nghiệm từ các dự án sản xuất, các đề tài cấp Bộ và Nhà
nước.
Tác giả cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới GS.TSKH Nguyễn Ân Niên,
Chủ tịch Hội đồng Khoa học Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam; GS.TS Nguyễn
Tất Đắc, Viện Quy họach Thủy lợi Nam bộ; PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn, Hiệu
trưởng, Chủ tịch Hội đồng Khoa học – Đào tạo Trường Đại học Tài nguyên và Môi
trường Tp. Hồ Chí Minh, bởi sự giúp đỡ, trao đổi khoa học bổ ích trong quá trình
thực hiện luận án.
Cuối cùng, không thể thiếu được, là sự cảm ơn tới gia đình tác giả bởi sự cổ
vũ, khuyến khích, hỗ trợ, nhất là những lúc khó khăn mà chỉ ý chí đơn thuần khó có
thể vượt qua.
i
MỤC LỤC
MỤC LỤC............................................................................................................... i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU .................................................... vi
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................. ix
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................. xii
CHƯƠNG MỞ ĐẦU ............................................................................................... 1
0.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN .................................................. 1
0.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN .................................... 3
0.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN .................................................. 3
0.4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ....................... 3
0.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................................... 4
0.7. CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN .......................................................................... 5
Chương 1 TÌNH HÌNH CẤP NƯỚC MẶT Ở ĐÔ THỊ VÀ NHỮNG MỐI ĐE
DỌA ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC CÁc ĐIỂM NGUỒN CẤP
NƯỚC HẠ DU LƯU VỰC HỆ THỐNG SÔNG ĐỒNG NAI
(VÙNG NGHIÊN CỨU) ........................................................................ 6
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU TRÊN HỆ THỐNG SÔNG KÊNH
LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ........................................................................ 6
1.1.1 Các nghiên cứu trên thế giới .......................................................................... 6
1.1.2 Các nghiên cứu trong nước đã thực hiện ........................................................ 7
1.2. KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM LƯU VỰC HỆ THỐNG SÔNG ĐỒNG NAI ......... 9
1.2.1. Tổng quan điều kiện tự nhiên lưu vực hệ thống sông Đồng Nai ..................... 9
1.2.2. Tổng quan hiện trạng hệ thống cấp nước vùng kinh tế trọng điểm phía Nam 12
1.1.2.1 Thành phố Hồ Chí Minh ........................................................................... 12
1.1.2.3 Tỉnh Bình Dương ...................................................................................... 15
1.1.2.4 Tỉnh Long An ............................................................................................ 15
1.1.2.5 Tỉnh Tiền Giang ........................................................................................ 15
1.1.2.6 Tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu ............................................................................ 16
1.1.2.7 Tỉnh Tây Ninh ........................................................................................... 16
1.1.2.8 Tỉnh Bình Phước ....................................................................................... 16
1.1.2.9 Các nhận xét chung về hiện trạng hệ thống cấp nước ............................... 17
ii
1.2.3. Quy hoạch cấp nước và dự báo nhu cầu dùng nước vùng kinh tế trọng điểm
phía Nam .....................................................................................................17
1.2.3.1 Quy hoạch cấp nước vùng kinh tế trọng điểm phía Nam ........................... 17
1.2.3.2 Nhu cầu dùng nước giai đoạn 2010 và dự báo năm 2020 vùng kinh tế trọng
điểm phía Nam ......................................................................................... 18
1.3. TÍNH TOÁN VÀ DỰ BÁO LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI VÀ TẢI LƯỢNG
CHẤT Ô NHIỄM (CHO SINH HOẠT, CÔNG NGHIỆP) TRÊN HẠ DU LƯU
VỰC HỆ THỐNG SÔNG ĐỒNG NAI ......................................................... 19
1.3.1 Phân bố các khu đô thị .................................................................................19
1.3.2 Phân bố các khu công nghiệp, khu chế xuất .................................................23
1.3.3 Đối với nước thải sinh hoạt ..........................................................................25
1.3.4 Đối với nước thải từ các khu công nghiệp, khu chế xuất ..............................27
1.4. NHỮNG MỐI ĐE DỌA ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC TẠI CÁC ĐIỂM
NGUỒN CẤP NƯỚC TRÊN SÔNG SÀI GÒN, SÔNG ĐỒNG NAI VÀ
ĐÁNH GIÁ NGUỒN NƯỚC ........................................................................ 32
1.4.1. Khái quát các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo tác động đến chất lượng
nước tại các điểm nguồn cấp nước ...............................................................32
1.4.2 Các nguồn ô nhiễm chính ảnh hưởng đến chất lượng nước tại các điểm
nguồn cấp nước ...........................................................................................33
1.4.3. Đánh giá nguồn nước ....................................................................................35
1.4.3.1 Nước mặt .................................................................................................. 35
1.4.3.2 Nước ngầm ............................................................................................... 39
1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................................... 40
Chương 2 ĐỘNG THÁI CHẤT LƯỢNG NƯỚC HẠ DU SÔNG ẢNH
HƯỞNG TRIỀU, TÍNH TOÁN CHẤT LƯỢNG NƯỚC THÔNG
QUA BÀI TOÁN THÀNH PHẦN NGUỒN NƯỚC TRONG ĐÓ CÓ
CẢI BIÊN ĐIỀU KIỆN BIÊN .............................................................42
2.1 VAI TRÒ CỦA THUỶ TRIỀU TRONG TRUYỀN CHẤT HẠ DU SÔNG
ẢNH HƯỞNG TRIỀU .................................................................................. 42
2.1.1 Cơ chế vận động các khối nước chứa chất ô nhiễm hạ du sông ảnh hưởng
triều .............................................................................................................42
2.1.2 Đặc điểm dao động triều ở hạ du lưu vực hệ thống sông Đồng Nai ..............44
2.1.3 Xu thế nước biển dâng tại bờ Đông của đồng bằng sông Cửu Long .............45
2.2 BÀI TOÁN TRUYỀN CHẤT MỘT CHIỀU ................................................. 46
2.2.1 Bài toán diễn biến nồng độ chất ...................................................................46
iii
2.2.2 Bài toán thuỷ lực một chiều .........................................................................48
2.2.3 Sơ đồ sai phân giải bài toán truyền chất ........................................................50
2.3. BÀI TOÁN VỀ TỶ LỆ THÀNH PHẦN NGUỒN NƯỚC ............................. 52
2.3.1 Phương trình lan truyền các thành phần nguồn nước .....................................53
2.3.2 Tính toán thành phần nguồn nước – công cụ hỗ trợ để định khung chất lượng
nước ............................................................................................................56
2.3.3 Lợi thế và một số cải tiến của tính toán thành phần nguồn nước ..................58
2.3.4. Xây dựng, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình tính toán cho vùng nghiên cứu .59
2.3.5. Xây dựng các trường hợp tính toán thành phần nguồn nước và diễn biến chất
lượng nước ..................................................................................................59
2.3.6. Một số kết quả tính toán...............................................................................60
2.3.6.1. Kết quả tính toán thành phần nguồn nước................................................ 60
2.3.6.2. Kết quả mô phỏng diễn biến chất lượng nước .......................................... 62
2.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .............................................................................. 64
Chương 3: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUỒN XẢ THẢI VÀ
NGUỒN XẢ TĂNG CƯỜNG Ở THƯỢNG LƯU ĐẾN CHẤT
LƯỢNG NƯỚC SINH HOẠT TẠI CÁC ĐIỂM NGUỒN CẤP
NƯỚC TRÊN SÔNG SÀI GÒN ..........................................................65
3.1. PHÂN CHIA CÁC NHÓM NGUỒN XẢ THẢI TRÊN HẠ DU LVHTSĐN ...
...................................................................................................................... 65
3.1.1 Các loại nguồn nước xả thải gây ô nhiễm tác động vào hệ thống .................65
3.1.2 Phân chia các nhóm nguồn xả thải khác nhau trên hạ du lưu vực hệ thống
sông Đồng Nai .............................................................................................66
3.1.2.1 Cơ sở phân chia nhóm nguồn xả thải ....................................................... 66
3.1.2.2 Phân chia các nhóm nguồn xả thải .......................................................... 66
3.2. ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TỪNG NHÓM NGUỒN XẢ THẢI ĐẾN
CÁC ĐIỂM NGUỒN CẤP NƯỚC................................................................ 69
3.2.1 Đánh giá ảnh hưởng các nhóm nguồn theo các kịch bản ...............................69
3.2.1.1 Nhóm nguồn xả thải sinh hoạt................................................................... 69
3.2.1.2 Nhóm nguồn xả thải công nghiệp ............................................................... 73
3.2.2 Xác định các nhóm nguồn xả thải ảnh hưởng chính đến các điểm nguồn cấp
nước sinh hoạt .............................................................................................79
iv
3.2.3 Đánh giá vai trò của nguồn xả tăng cường ở thượng lưu trong việc pha loãng
và đẩy trôi ô nhiễm ......................................................................................79
3.2.3.1 Phân tích các nguồn xả tăng cường ở thượng lưu thích hợp cho pha loãng,
cải thiện chất lượng nước tại các điểm nguồn cấp nước ........................... 79
3.2.3.2 Đánh giá nguy cơ ô nhiễm nguồn nước khi tăng nguồn xả thải đô thị và
công nghiệp, khi nguồn ngọt yếu (Dầu Tiếng, Trị An), nước biển dâng .... 81
3.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .............................................................................. 82
Chương 4: GIẢI PHÁP ĐỂ KIỂM SOÁT VÀ QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG
NƯỚC tẠi CÁC ĐIỂM NGUỒN CẤP NƯỚC SINH HOẠT TRÊN
SÔNG SÀI GÒN ...................................................................................83
4.1. GIẢI PHÁP QUẢN LÝ NGUỒN XẢ THẢI (GÂY Ô NHIỄM) ĐẾN CHẤT
LƯỢNG NƯỚC CÁC ĐIỂM NGUỒN CẤP NƯỚC ..................................... 83
4.1.1 Định hướng bố trí và phát triển các nhóm nguồn xả thải để bảo vệ nguồn
nước tại các nhà máy nước...........................................................................83
4.1.1.1 Nguồn xả thải sinh hoạt đô thị .................................................................. 83
4.2.1.2 Nguồn xả thải công nghiệp ....................................................................... 86
4.1.2 Các giải pháp quản lý nguồn xả thải khả thi .................................................89
4.1.2.1 Đối với nguồn xả thải sinh hoạt đô thị ...................................................... 89
4.1.2.2 Đối với nguồn xả thải công nghiệp............................................................ 90
4.2 GIẢI PHÁP XẢ NƯỚC TĂNG CƯỜNG Ở NGUỒN THƯỢNG LƯU......... 90
4.2.1 Xác định lượng xả cần thiết các nguồn thượng lưu cho hiện trạng và dự báo
năm 2020 .....................................................................................................90
4.2.1.1 Hiện trạng (HT) năm 2006 ........................................................................ 90
4.2.1.2 Dự báo năm 2020 (DB) ............................................................................ 92
4.2.2 Tính khả thi của giải pháp xả tăng cường .......................................................94
4.3. GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH .......................................................................... 95
4.3.1 Biện pháp tăng lượng dòng chảy Đồng Nai qua nguồn Rạch Chiếc................95
4.3.2 Điều tiết cống Năm Lý (Rạch Chiếc) và cống An Hạ ....................................97
4.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 ............................................................................... 98
Chương 5: MỘT SỐ NGHIÊN CỨU BỔ SUNG LÝ THUYẾT THÀNH PHẦN
NGUỒN NƯỚC ..................................................................................101
5.1. NGHIÊN CỨU TÍNH ĐẶC TRƯNG TRUNG BÌNH THÀNH PHẦN
NGUỒN NƯỚC VÀ NỒNG ĐỘ CHẤT Ô NHIỄM .................................... 101
v
5.1.1 Phép trung bình hóa .....................................................................................101
5.1.2 Lời giải của thành phần nguồn nước trung bình pif ......................................102
5.1.3 Hệ số phân tán triều Df và lưu tốc biểu kiến truyền ngược vD ......................104
5.1.4 Kiểm chứng về hệ số phân tán tổng hợp Df ..................................................105
5.1.5 Điều kiện biên .............................................................................................106
5.1.6 Sơ đồ tính toán thành phần nguồn nước trung bình ......................................106
5.1.7 Ví dụ tính toán .............................................................................................110
5.2. TRÌNH BÀY MỘT CÁCH ĐƠN GIẢN ĐỂ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN
NGUỒN NƯỚC TRUNG BÌNH TRONG HỆ THỐNG SÔNG ................... 110
5.2.1 Tính toán thủy lực (HD) chuẩn bị các yếu tố cho bài toán thành phần nguồn
nước ..........................................................................................................113
5.2.2 Tính toán thành phần nguồn nước pi ............................................................116
5.2.3 Kiểm nghiệm cách tính đơn giản cho thành phần nguồn nước trong hệ thống
sông ...........................................................................................................119
5.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 5 .............................................................................. 119
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...........................................................................120
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CHÍNH ĐÃ CÔNG BỐ ............................123
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................125
PHỤ LỤC ............................................................................................................133
vi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
STT
CHỮ VIẾT
TẮT
VIẾT ĐẦY ĐỦ / Ý NGHĨA
CHỮ VIẾT TẮT, TÊN TỔ CHỨC, ĐỊA DANH
1
BVTV
Bảo vệ thực vật
2
CN
Công nghiệp
3
CSDL
Cơ sở dữ liệu
4
DB
Dự báo
5
ĐBSCL
Đồng bằng sông Cửu Long
6
ĐN
Đồng Nai
7
KB
Kịch bản
8
HT
Hiện trạng
9
KTTV
Khí tượng thuỷ văn
10 HTCN
Hệ thống cấp nước
11 HTSĐN
Hệ thống sông Đồng Nai
12 KCN
Khu công nghiệp
13 KCX
Khu chế xuất
14 KTTV và MT Khí tượng Thuỷ văn và Môi trường
15 LVHTSĐN
Lưu vực hệ thống sông Đồng Nai
16 ngđ
Ngày đêm
17 NMN
Nhà máy nước
18 NN và PTNT
Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
19 QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
20 SH
Sinh hoạt
21 S.ĐN
Sông Đồng Nai
22 S.SG
Sông Sài Gòn
23 S.VC
Sông Vàm Cỏ
24 TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
25 TCXD
Tiêu chuẩn xây dựng
26 TCXDVN
Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam
27 TN&MT
Tài nguyên và Môi trường
28 TP.HCM
Thành Phố Hồ Chí Minh
29 USD
Đô La Mỹ
30 VKTTĐPN
Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam
vii
KÝ HIỆU, THUẬT NGỮ KHOA HỌC
31 A
Diện tích mặt cắt ướt (L2)
32
Hệ số điều chỉnh động lượng
33 B
Chiều rộng mặt nước của mặt cắt (L)
Hệ số phụ thuộc vào mức độ mở của vịnh cửa sông và
34
xáo trộn (sóng, gió) ở vịnh biển
Nhu cầu oxy sinh hóa năm ngày
35 BOD5
( Biochemical Oxygen Demand) (mg/l)
Xây dựng – Vận hành – Chuyển giao
36 BOT
(Built-Operation-Transfer)
37 C
Nồng độ của tác nhân gây ô nhiễm (mg/l)
Tốc độ truyền sóng riêng (LT-1)
38 c gh
39 Cm
Hệ số Chezy (L0,5T-1)
40 COD
Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) (mg/l)
41 Cr
Số Courant
42 D
Hệ số phân tán rối (L2T-1)
43 DEM
Mô hình số độ cao (Digital Elevation Model)
44 Df
Hệ số phân tán tổng hợp (Virtual dispersion coefficion)
45 DO
Oxy hoà tan (Dissolved Oxygen) (mg/l)
Lượng nguồn bổ sung hoặc mất đi trên 1 đơn vị thể tích
46
nước
47 Fr
Số Froude
A
B
48
h
49
50
51
if
K
L
52
MPN
53
54
55
p
pTB
Q
56
q
57
58
59
60
R
S
Tổng N
Tổng P
Chiều sâu trung bình mặt cắt (L)
Độ dốc cản
Hệ số triết giảm chất theo thời gian
Tải lượng ô nhiễm (kg/ngđ, mg/l)
Chỉ số sinh học trong 1 đơn vị thể tích nguồn nước khảo
sát (Most Probable Number)
Tỷ lệ thành phần nguồn nước (%)
Tỷ lệ trung bình thành phần nguồn nước (%)
Lưu lượng (L3T-1)
Dòng gia nhập trên 1 đơn vị chiều dài dòng chảy trong 1
đơn vị thời gian (L2T-1)
Bán kính thuỷ lực (L)
Diện tích đất công nghiệp hoạt động sản xuất (ha)
Tổng lượng Ni tơ (mg/l)
Tổng lượng Phốt pho (mg/l)
viii
61
62
TPM
TSS
63
UTM
64
65
66
67
68
v
vD
Wng
Wx
Z
Tên máy đo chất lượng nước ở hiện trường
Tổng chất rắn lơ lửng (Total Suspended) (mg/l)
Hệ toạ độ UTM
(Universal Transverse Mercator coordinates)
Lưu tốc trung bình mặt cắt (LT-1)
Lưu tốc biểu kiến (virtual velocity) (L.T-1)
Thể tích nước chảy ngược (L3)
Thể tích nước chảy xuôi (L3)
Mực nước tại mặt cắt (L)
ix
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Tỉ lệ tăng dân số đô thị bình quân từ 2000 đến 2006 của các địa phương
trong khu vực nghiên cứu .......................................................................20
Bảng 1.2: Dân số đô thị và số lượng khu đô thị các tiểu lưu vực thuộc hạ du
LVHTSĐN năm 2006 và dự báo dân số năm 2020 .................................21
Bảng 1.3: Kết quả tính toán tổng tải lượng chất ô nhiễm sinh hoạt đô thị các tiểu
lưu vực sông trên hạ du LVHTSĐN hiện trạng năm 2006 ......................26
Bảng 1.4: Kết quả tính toán tổng tải lượng chất ô nhiễm sinh hoạt đô thị các tiểu
lưu vực sông trên hạ du LVHTSĐN dự báo năm 2020 ...........................26
Bảng 1.5: Kết quả tính toán tổng lưu lượng nước thải đô thị từ các tiểu lưu vực
sông trên hạ du LVHTSĐN năm 2006 và dự báo năm 2020 ...................27
Bảng 1.6: Dự báo nồng độ các chất ô nhiễm trong dòng nước thải chung từ các
KCN, KCX.............................................................................................29
Bảng 1.7: Kết quả tính tổng tải lượng nước thải KCN, KCX các tiểu lưu vực trên
hạ du LVHTSĐN, hiện trạng năm 2006..................................................31
Bảng 1.8: Kết quả tính tổng tải lượng nước thải KCN, KCX các tiểu lưu vực trên
hạ du LVHTSĐN, dự báo năm 2020.......................................................31
Bảng 1.9: So sánh tải lượng các chất ô nhiễm giữa hiện trạng 2006 và dự báo năm
2020 .......................................................................................................31
Bảng 1.10: Ranh giới mặn 1 g/l và 4 g/l sau khi có Dầu Tiếng, Trị An, Thác Mơ ...35
Bảng 1.11: Các thông số chất lượng nước tại trạm Thủ Đầu Một (SG2) năm 2006
và trung bình 2002-2006.........................................................................38
Bảng 1.12: Kết qủa dự báo khả năng khai thác nước dưới đất vùng Tây Nam
TP.HCM ................................................................................................40
Bảng 2.1: Các trường hợp tính toán phương án quản lý đánh giá ............................60
Bảng 2.2: Trị số trung bình thành phần nước thải đô thị và công nghiệp 2 con triều
tính theo % tại các điểm nguồn cấp nước phương án HT, QL1 và QL2 ....
...............................................................................................................62
Bảng 2.3: Giá trị chất lượng nước một số vị trí nguồn cấp nước tính trung bình 2
con triều tính toán cho phương án HT, QL1 và QL2 ...............................63
Bảng 3.1: Các kịch bản tính toán thành phần nguồn nước để đánh giá ảnh hưởng
của các nhóm nguồn xả thải, nguồn xả thượng lưu và mực nuớc biển
dâng .......................................................................................................67
x
Bảng 3.2: Các kịch bản tính toán nhóm nguồn thải sinh hoạt đô thị 1 (SH1) ...........70
Bảng 3.3: Các kịch bản tính toán nhóm nguồn thải sinh hoạt đô thị 2 (SH2) ...........70
Bảng 3.4: Trị số trung bình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt và công nghiệp
tính theo (%),tại các điểm nguồn cấp nước các kịch bản SH1 .................71
Bảng 3.5: Trị số trung bình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt và công nghiệp
tính theo (%),tại các điểm nguồn cấp nước các kịch bản SH2 .................72
Bảng 3.6: Các kịch bản tính toán nhóm nguồn thải công nghiệp Sài Gòn ...............73
Bảng 3.7: Các kịch bản tính toán nhóm nguồn thải công nghiệp Vàm Cỏ ...............74
Bảng 3.8: Các kịch bản tính toán nhóm nguồn thải công nghiệp Đồng Nai .............74
Bảng 3.9: Các kịch bản tính toán nhóm nguồn thải công nghiệp Thị Vải ................75
Bảng 3.10: Trị số trung bình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thi và công
nghiệp tính theo %, tại các điểm nguồn cấp nước các kịch bản CNSG
tăng ........................................................................................................76
Bảng 3.11: Trị số trung bình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thi và công
nghiệp tính theo %, tại các điểm nguồn cấp nước các kịch bản CNVC
tăng ........................................................................................................77
Bảng 3.12: Trị số trung bình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thi và công
nghiệp tính theo %, tại các điểm nguồn cấp nước các kịch bản CNĐN
tăng ........................................................................................................78
Bảng 3.13: Trị số trung bình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thi và công
nghiệp tính theo %, tại các điểm nguồn cấp nước các KB CNTV tăng....78
Bảng 3.14: Trị số trung bình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệptính theo (%), tại các điểm nguồn cấp nước với các kịch bản QL1,
DT tăng, TA tăng ...................................................................................80
Bảng 3.15: Trị số trung bình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính (%), tại các điểm nguồn cấp nước với các kịch bản QL1,
KBNBD, KBDT xả 10 m3/s và KBTA xả 100 m3/s ................................81
Bảng 4.1: Quan hệ pTB (%) theo tỷ lệ tăng T% nhóm nguồn xả hiện trạng tại các
điểm nguồn cấp nước .............................................................................85
Bảng 4.2: Quan hệ pTB (%) theo số lần tăng N của nước thải công nghiệp hiện trạng
tại các điểm nguồn cấp nước ..................................................................89
Bảng 4.3: Quan hệ p (%) theo Q xả ở nguồn tại các điểm nguồn cấp nước, hiện
trạng 2006 ..............................................................................................93
xi
Bảng 4.4: Quan hệ pTB(%) theo Q xả ở nguồn tại các điểm nguồn cấp nước,dự báo
2020 .......................................................................................................94
Bảng 4.5: Trị số trung bình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính theo (%), tại các điểm nguồn cấp nước KBMRRC và QL1 ..96
Bảng 4.6: Trị số trung bình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính theo (%) tại các điểm nguồn cấp nước các trường hợp AH-2
chiều, AH-1chiều-VCĐ, AH-1chiều -SG và QL1 ...................................98
xii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Bản đồ các tỉnh có liên quan LVHTSĐN ................................................11
Hình 1.2: Tổng hợp hiện trạng các nhà máy nước LVHTSĐ ..................................14
Hình 1.3: Tổng hợp nhu cầu dùng nước các tỉnh VKTTĐPN theo tỉnh năm 2010 và
năm 2020................................................................................................18
Hình 1.4: Tổng hợp nhu cầu dùng nước VKTTĐPN theo các đối tượng dùng nước
năm 2010 và năm 2020...........................................................................19
Hình 1.5: Bản đồ vị trí các Khu đô thị trên LVHTSĐN ..........................................22
Hình 1.6: Bản đồ vị trí các KCN trên LVHTSĐN ...................................................24
Hình 1.7: Sơ đồ mạng giám sát chất lượng nước LVHTSĐN ..................................37
Hình 2.1: Sơ đồ pha loãng thành phần nguồn nước .................................................43
Hình 2.2: Đường đặc trưng của bài toán tải ............................................................47
Hình 2.3: Miền xác định M của bài toán 1D ...........................................................47
Hình 2.4: Tạo điều kiện biên
C
...........................................................................48
x
Hình 2.5: Giải phương trình tải bằng đường đặc trưng ............................................51
Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống sông với một số nguồn nước ...........................................52
Hình 2.7: Minh họa một số nguồn nước thành phần................................................53
Hình 2.8: Biến đổi thành phần nước ở biên trên ......................................................55
Hình 2.9: Giá trị biên trong pha chảy ngược ...........................................................55
Hình 2.10: Đường quá trình mực nước triều trạm Vũng Tàu 2005 ..........................59
Hình 2.11: Các ranh giới tỷ lệ thành phần nước thải đô thị và công nghiệp tính theo
%, Phương án hiện trạng (HT) và (QL1) ................................................61
Hình 2.12: Đường quá trình thành phần nước thải đô thị và công nghiệp tính theo
%, Trạm bơm nước Hoà Phú trên S.SG, Phương án: HT,QL1 và QL2 ....61
Hình 2.13:Các ranh giới tải lượng chất ô nhiễm BOD5(mg/l), phương án HT và
QL1 ........................................................................................................62
Hình 2.14: Biểu đồ đường quá trình BOD5 (mg/l), tại trạm bơm nước Hòa Phú các
phương án HT, QL1, QL2 ......................................................................62
Hình 3.1: Đường quá trình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính theo %, tại trạm bơm nước Hoà Phú các kịch bản SH1.........71
xiii
Hình 3.2: Đường quá trình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính theo %, tại trạm bơm nước Hoà Phú các kịch bản SH2 ........72
Hình 3.3: Đường quá trình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính theo %, tại trạm bơm nước Hoà Phú các kịch bản CNSG tăng
...............................................................................................................75
Hình 3.4: Đường quá trình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính theo %, tại trạm bơm nước Hoà Phú các kịch bản CNVC
tăng ........................................................................................................76
Hình 3.5: Đường quá trình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính theo %, tại trạm bơm nước Hoà Phú các KB CNĐN tăng.....77
Hình 3.6: Đường quá trình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính theo %, tại trạm bơm nước Hoà Phú các KB CNTV tăng .....78
Hình 3.7: Đường quá trình thành phần nguồn nước thải đô thị và công nghiệp tính
theo %, tại trạm bơm nước Hòa Phú với với các kịch bản QL1, DT tăng,
TA tăng ..................................................................................................80
Hình 3.8: Đường quá trình thành phần nguồn nước thải đô thị và công nghiệp tính
theo %, tại trạm bơm nước Hoà Phú với phương án QL1, KBNBD,
KBDT xả 10 m3/s và KBTA xả 100 m3/s ................................................81
Hình 4.1: Quan hệ pTB (%) = f(T %) tại trạm bơm nước Hoà Phú và NMN Thủ Dầu
Một ........................................................................................................84
Hình 4.2: Quan hệ pTB (%) = f(T %) tại trạm bơm nước Hoá An và NMN Bình An ...
...............................................................................................................84
Hình 4.3: Quan hệ pTB (%) = f(T %) tại trạm bơm nước Hoà Phú và NMN Thủ Dầu
Một ........................................................................................................84
Hình 4.4: Quan hệ pTB (%) = f(T %) tại trạm bơm nước Hoá An và NMN Bình An 85
Hình 4.5: Quan hệ pTB(%)=f(N) tại trạm bơm nước Hoà Phú và NMN Thủ Dầu
Một ........................................................................................................86
Hình 4.6: Quan hệ pTB (%) = f(N) tại trạm bơm nước Hoá An và NMN Bình An ...86
Hình 4.7: Quan hệ pTB(%)=f(N) tại trạm bơm nước Hoà Phú và NMN Thủ Dầu
Một ........................................................................................................86
Hình 4.8: Quan hệ pTB (%) = f(N) tại trạm bơm nước Hoá An và NMN Bình An....87
Hình 4.9: Quan hệ pTB(%)=f(N) tại trạm bơm nước Hoà Phú và NMN Thủ Dầu
Một ........................................................................................................87
Hình 4.10: Quan hệ pTB(%) = f(N) tại trạm bơm nước Hoá An và NMN Bình An ..87
Hình 4.11: Quan hệ pTB(%)=f(N) tại trạm bơm nước Hoà Phú và NMN Thủ Dầu
Một ........................................................................................................88
xiv
Hình 4.12: Quan hệ pTB (%) = f(N) tại trạm bơm nước Hoá An và NMN Bình An.....
...............................................................................................................88
Hình 4.13: Quan hệ pTB(%)= f(QDT) tại trạm bơm nước Hoà Phú và NMN Thủ Dầu
Một ........................................................................................................91
Hình 4.14: Quan hệ pTB (%) = f(QDT) tại trạm bơm nước Hoá An và NMN Bình An .
...............................................................................................................91
Hình 4.15: Quan hệ pTB(%) = f(QTA) tại trạm bơm nước Hoà Phú và NMN Thủ
Dầu Một .................................................................................................91
Hình 4.16: Quan hệ pTB (%) = f(QTA) tại trạm bơm nước Hoá An và NMN Bình An .
...............................................................................................................92
Hình 4.17: Quan hệ pTB(%) = f(QDT) tại trạm bơm nước Hoà Phú và NMN Thủ
Dầu Một .................................................................................................92
Hình 4.18: Quan hệ pTB (%) = f(QDT) tại trạm bơm nước Hoá An và NMN Bình An92
Hình 4.19: Quan hệ pTB(%) = f(QTA) tại trạm bơm nước Hoà Phú và NMN Thủ
Dầu Một .................................................................................................93
Hình 4.20: Quan hệ pTB (%) = f(QTA) tại trạm bơm nước Hoá An và NMN Bình An
...............................................................................................................93
Hình 4.21: Đường quá trình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính theo %, trạm bơm nước Hoà Phú khi MRRC và QL1 ...........95
Hình 4.22: Đường quá trình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính theo %, tại NMN Thủ Dầu Một khi MRRC và QL1 .............95
Hình 4.23: Đường quá trình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính theo % tại trạm bơm nước Hoá An khi MRRC và QL1 ........96
Hình 4.24: Đường quá trình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính theo %, tại NMN Bình An khi MRRC và QL1 .....................96
Hình 4.25: Đường quá trình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính theo %, tại trạm bơm nước Hoà Phú cho các trường hợp......97
Hình 4.27: Đường quá trình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính theo %, tại trạm bơm nước Hoá An cho các trường hợp .......97
Hình 4.28: Đường quá trình thành phần nguồn nước thải sinh hoạt đô thị và công
nghiệp tính theo %, tại NMN Bình An cho các trường hợp .....................98
Hình 5.1: Phân lập đoạn sông đơn ........................................................................102
Hình 5.2: Nút hợp lưu...........................................................................................109
Hình 5.3: Phân định nguồn thượng và hạ lưu ........................................................112
xv
Hình 5.4: Đoạn sông đơn ......................................................................................114
Hình 5.5: Nút hợp lưu gắn trực tiếp với thượng nguồn..........................................115
Hình 5.6: Nút thứ cấp hợp nguồn gắn với thượng lưu ...........................................115
Hình 5.7: Đoạn r giữa hai nút hợp lưu ..................................................................116
Hình 5.8: Nút hợp lưu với r nhánh vào và s nhánh ra ............................................117
1
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
0.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
Một quốc gia sẽ lâm vào tình trạng căng thẳng về nước nếu nguồn cung cấp
nước thường xuyên bình quân trên đầu người dưới 1.700 m3/năm. Theo báo cáo của
Liên Hiệp Quốc công bố ngày 05/03/2003 được thảo luận tại diễn đàn thế giới lần
thứ 3 về nước, tổ chức tại Kyoto (Nhật Bản) cho thấy, nguồn nước sạch toàn cầu
đang cạn kiệt một cách đáng lo ngại do sự bùng nổ dân số, tình trạng ô nhiễm môi
trường cùng với nhiệt độ trái đất nóng lên sẽ làm mất đi khoảng 1/3 nguồn nước sử
dụng trong 20 năm tới. Ở lưu vực hệ thống sông Đồng Nai (LVHTSĐN) lượng
nước bình quân trên đầu người tính trên toàn vùng lãnh thổ hiện nay khoảng 2.300
m3/năm. Tuy nhiên, so với khả năng cung cấp nước tại chỗ, lượng nước bình quân
đầu người tại nhiều tiểu lưu vực trong hệ thống sông này được đánh giá là rất thấp,
thậm chí có thể được coi là thấp nhất trong cả nước, trong khi đó nhu cầu dùng
nước cho các họat động dân sinh, phát triển ngành kinh tế lại rất cao.
Hệ thống sông Đồng Nai (HTSĐN) giữ vai trò quan trọng trong việc phát
triển kinh tế của miền Đông Nam Bộ trong đó có Thành phố Hồ Chí Minh (TP.
HCM) và vùng kinh tế trọng đỉểm phía Nam (VKTTĐPN). Sông Sài Gòn (S.SG) và
sông Đồng Nai (S.ĐN) là nguồn chính cung cấp nước cho thủy lợi, nông nghiệp,
công nghiệp và đặc biệt là nước uống cho hơn 10 triệu dân bao gồm TP. HCM,
thành phố Biên Hòa, Thị xã Thủ Dầu Một. Chất lượng nước nguồn cấp cho các nhà
máy nước được kiểm tra chặt chẽ. Tuy nhiên, sự phát triển mạnh của khu vực đặc
biệt là công nghiệp và đô thị đã kéo theo các hệ quả về nhu cầu sử dụng nước trong
khu vực tăng nhanh, bên cạnh đó biện pháp kiểm soát, xử lý nguồn xả thải lại chưa
làm được, do sự phân tán trong việc cấp phép, quản lý và bảo vệ chất lượng nước,
đã làm cho môi trường khu vực, đặc biệt là môi trường nước đang ở trong tình trạng
báo động, mối đe dọa ảnh hưởng đến chất lượng nước nguồn cung cấp cho các nhà
máy nước cũng gia tăng. Điều này sẽ dẫn đến việc tăng chi phí cho quá trình xử lý
nước. Mặt khác tác động của triều biển đưa đến xâm nhập mặn vào sâu trong nội
2
địa, độ mặn tại trạm bơm nước Hoà Phú trên S.SG có thời gian vượt quá mức cho
phép cấp nước sinh hoạt (0,25g/l).
HTSĐN là một hệ thống chịu nhiều nguồn nước tác động phức tạp, trong đó
không chỉ có nguồn nước biển mặn và các hệ thống thuỷ lợi có tính chất độc lập
tương đối, mà còn có các nguồn phức tạp khác do hoạt động sử dụng nước tổng hợp
cho các mục đích khác nhau, chẳng hạn nguồn nước thải sinh hoạt của từng khu dân
cư, đặc biệt là các khu đô thị lớn và nước thải công nghiệp của các khu công nghiệp
(KCN), khu chế xuất (KCX),… Các nguồn thải gây ô nhiễm không chỉ khác nhau
về đặc tính xả thải (nguồn điểm hay nguồn diện), mà còn khác nhau về loại và mức
độ ô nhiễm, về vị trí và qui mô nguồn thải, về đặc điểm của nguồn tiếp nhận v.v….
Các vấn đề liên quan đến phát triển tài nguyên nước LVHTSĐN đã được
nhiều cơ quan trong và ngoài nước nghiên cứu. Cụ thể, nghiên cứu bảo vệ nguồn
nước và dự báo diễn biến môi trường LVHTSĐN đã được nhiều nhà khoa học thuộc
Trung tâm Công nghệ môi trường ENTEC, Viện Môi trường và Tài nguyên (Đại
học Quốc gia TP.HCM), Viện Khoa học Khí tượng Thuỷ văn và Môi trường và
nhiều nhà khoa học khác quan tâm. Hiện nay việc đánh giá và quản lý chất lượng
nước các sông thuộc HTSĐN do các nguồn nước thải gây ra thường dùng phương
pháp đo đạc trực tiếp, chưa thực hiện một cách hệ thống nên có nhiều hạn chế, chưa
đảm bảo làm cơ sở cho việc đánh giá và quản lý chất lượng nước.
Hiện nay, việc nghiên cứu động thái nguồn nước (chất và lượng) sử dụng mô
hình toán đang được phát triển khá mạnh và khẳng định được thế mạnh của tiếp cận
này. Việc tích hợp thêm lý thuyết lan truyền các nguồn nước cùng với các công cụ
tính toán truyền chất truyền thống đã làm gia tăng sức mạnh, giải quyết các vấn đề
đánh giá nguồn nước tốt hơn, đã được chứng minh qua hàng loạt nghiên cứu gần
đây. Đề tài này với tên gọi “Nghiên cứu cơ sở khoa học đánh giá và quản lý chất
lượng nước các điểm nguồn cấp nước sinh hoạt trên sông Sài Gòn thuộc hệ thống
sông Đồng Nai” cũng được tiến hành theo cách tiếp cận trên đây, trong đó kết hợp
hài hoà giữa lý thuyết và thực tế là một định hướng xuyên suốt luận án.
3
0.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
Mục đích của luận án là ứng dụng và cải biên để ứng dụng lý thuyết lan
truyền các thành phần nguồn nước trong hệ thống kênh, sông cùng với việc sử dụng
mô hình toán thích hợp để đánh giá và quản lý chất lượng nước các điểm nguồn cấp
nước sinh hoạt trên sông Sài Gòn thuộc hệ thống sông Đồng Nai.
0.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
Nội dung nghiên cứu của luận án bao gồm:
i). Tổng quan tình hình cấp nước mặt ở đô thị và những mối đe dọa đến chất
lượng nước tại các điểm nguồn cấp nước hạ du HTSĐN;
ii). Phân tích rõ vai trò thủy triều trong truyền chất và phân bố nguồn nước
trong mạng lưới sông phức tạp, làm rõ cơ chế truyền ngược của các nguồn nước và
lan truyền trong toàn hệ thống trong đó có chất ô nhiễm. Đưa ra đề nghị chính xác
hóa điều kiện biên bài toán truyền chất (cũng là thành phần nguồn nước) tại các
biên dưới và biên trên nơi có tác động triều (có dòng chảy ngược một số pha triều);
iii). Trên cơ sở bài toán thành phần nguồn nước có cải biên điều kiện biên,
ứng dụng để đánh giá vai trò ảnh hưởng của các nguồn xả thải và nguồn xả tăng
cường các hồ chứa thượng lưu đến chất lượng nước tại các điểm nguồn cấp nước
trên hạ du HTSĐN nói chung và trên S.SG nói riêng;
iv). Xây dựng cơ sở khoa học kiểm soát và quản lý chất lượng nước tại các
điểm nguồn cấp nước trên hạ du HTSĐN qua tác động của các nguồn nước thành
phần, đặc biệt cho trạm bơm nước Hòa Phú (Bến Than) trên S.SG.
0.4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
Đối tượng nghiên cứu của luận án là nguồn xả thải do hoạt động xả thải sinh
hoạt từ các khu đô thị và xả thải công nghiệp gây ô nhiễm nguồn nước cấp (nước
sinh hoạt), đưa ra các giải pháp bảo vệ chất lượng nước tại các điểm nguồn cấp
nước trên S.SG thuộc HTSĐN, hệ thống vùng hạ du ảnh hưởng thủy triều.
Phạm vi nghiên cứu của luận án là hạ du HTSĐN.
4
0.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp chính được sử dụng trong nghiên cứu luận án này bao gồm:
- Kế thừa các nghiên cứu hệ thống có nhiều nguồn nước tác động thông qua
nghiên cứu lan truyền từng thành phần nguồn nước trong hệ thống, làm cơ sở tính ra
các yếu tố môi trường trong các phương án quản lý;
- Điều tra, khảo sát, thu thập, biên hội và tổng hợp số liệu về hiện trạng môi
trường, các nghiên cứu đã thực hiện trên LVHTSĐN;
- Phương pháp mô hình hóa (với công cụ là mô hình toán), trong đó phần
mềm Mike11 của Viện Thuỷ lợi Đan Mạch được sử dụng để tính toán.
0.6. GIÁ TRỊ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
0.6.1 Giá trị khoa học
-
Làm rõ cơ chế thuỷ động lực lan truyền các nguồn trong hệ thống sông
(nguồn ô nhiễm, nguồn nước sạch từ các hồ chứa);
-
Xác định được vai trò ảnh hưởng của từng nguồn xả thải đến các điểm
nguồn cấp nước sinh hoạt trên S.SG nói riêng và trong HTSĐN nói chung; đánh giá
vai trò của nguồn xả thượng lưu thích hợp cho việc pha loãng và cải thiện chất
lượng nước ở các điểm nguồn cấp nước; đưa ra cách giải quyết bài toán phức tạp
trên hệ thống sông;
-
Phương pháp nghiên cứu này có thể áp dụng cho các lưu vực sông phức
tạp có nhiều nguồn tác động khác.
-
Bổ sung về học thuật cho lý thuyết thành phần nguồn nước bằng cách lập
cơ sở cho việc trung bình hóa phương trình phân bố nguồn nước cho một chu kỳ
dài; từ đó đơn giản hơn cách giải phân bố nguồn nước với chất lượng khác nhau,
làm nền tính được đặc trưng môi trường tại các điểm nguồn cấp nước; đồng thời tìm
ra hệ số phân tán tổng hợp và lưu tốc biểu kiến lan truyền của nguồn hạ du lên
thượng lưu. Đưa ra một cách tính đơn giản xác định thành phần nguồn nước trung
bình trong hệ thống sông; đây là một thử nghiệm sử dụng một công cụ có sẵn để
giải quyết một bài toán thực tế.
5
0.6.2 Giá trị thực tiễn
- Trên cơ sở bài toán thành phần nguồn nước đánh giá được vai trò ảnh
hưởng của các nguồn xả thải và xả tăng cường các hồ chứa thượng lưu đến chất
lượng nước các điểm nguồn cấp nước;
- Xây dựng cơ sở khoa học kiểm soát và giải pháp quản lý chất lượng nước
các điểm nguồn cấp nước ứng với các trường hợp khác nhau (hạn chế xả thải, xả
tăng cường nguồn nước sạch từ các hồ thượng nguồn,...);
- Ứng dụng cho kiểm soát và quản lý chất lượng nguồn nước các điểm nguồn
cấp nước trên hạ du HTSĐN, đặc biệt cho trạm bơm nước Hòa Phú (Bến Than) trên
S.SG nơi đang thực hiện xây dựng giai đọan 2;
0.7. CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN
Ngoài các phần mở đầu, kết luận và kiến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo,
tài liệu tham khảo, các công trình công bố của tác giả và phụ lục, luận án gồm 5
chương nội dung chính như sau:
Chương 1: Tình hình cấp nước mặt ở đô thị và những mối đe dọa đến chất
lượng nước tại các điểm nguồn cấp nước trên hạ du lưu vực hệ thống sông Đồng
Nai (vùng nghiên cứu)
Chương 2: Động thái chất lượng nước hạ du sông ảnh hưởng thủy triều, tính
toán chất lượng nước thông qua bài toán thành phần nguồn nước trong đó có việc
cải biên điều kiện biên
Chương 3: Đánh giá ảnh hưởng của các nguồn xả thải và nguồn xả tăng
cường ở thượng lưu đến chất lượng nước tại các điểm nguồn cấp nước sinh hoạt
trên sông Sài Gòn
Chương 4: Giải pháp để kiểm soát và quản lý chất lượng nước tại các điểm
nguồn cấp nước sinh hoạt trên sông Sài Gòn
Chương 5: Một số nghiên cứu bổ sung lý thuyết thành phần nguồn nước
