Nghiên cứu xác định khả năng chịu tải của môi trường nước và đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nguồn tài nguyên nước mặt lưu vực sông vu gia thu bồn

L IC M

N

Sau m t th i gian th c hi n, d i s h ng d n t n tình c a TS. Lê Xuân
Quang và PGS.TS Nguy n Tu n Anh, đ c s ng h đ ng viên c a gia đình,
b n bè, đ ng nghi p, cùng s n l c ph n đ u c a b n thân, tác gi đã hoàn
thành lu n v n th c s k thu t chuyên ngành K thu t Tài nguyên n c đúng
th i h n và nhi m v v i đ tài: “Nghiên c u xác đ nh kh n ng ch u t i c a
môi tr ng n c và đ xu t các gi i pháp gi m thi u ô nhi m ngu n tài
nguyên n c m t LVS Vu Gia- Thu B n’’.
Tuy nhiên do th i gian có h n, trình đ còn h n ch ch c ch n không th
tránh kh i nh ng thi u sót. Do đó, tác gi r t mong nh n đ c s ch b o giúp
đ c a các th y cô giáo c ng nh nh ng ý ki n đóng góp c a b n bè và đ ng
nghi p.
Qua đây tác gi xin bày t lòng kính tr ng và bi t n sâu s c t i TS. Lê
Xuân Quang và PGS.TS Nguy n Tu n Anh, ng i đã tr c ti p t n tình h ng
d n, giúp đ và cung c p nh ng tài li u, nh ng thông tin c n thi t cho tác gi
hoàn thành lu n v n này.
Tác gi xin chân thành c m n Tr ng i h c Th y L i, các th y cô
giáo Khoa K thu t tài nguyên n c, các th y cô giáo b môn đã truy n đ t
nh ng ki n th c chuyên môn trong su t quá trình h c t p và th c hi n lu n
v n.
Tác gi c ng xin trân tr ng c m n các c quan, đ n v đã nhi t tình
giúp đ tác gi trong quá trình đi u tra thu th p tài li u cho Lu n v n này.
Cu i cùng, tác gi xin g i l i c m n sâu s c t i gia đình, c quan, b n
bè và đ ng nghi p đã đ ng viên, giúp đ , t o đi u ki n và khích l tác gi
trong su t quá trình h c t p và hoàn thành lu n v n.
Xin chân thành c m n!
Hà N i, ngày tháng 4 n m 2016
Tác gi

Tr n Anh Toàn


L I CAM K T
Tên tác gi : Tr n Anh Toàn
H c viên cao h c : CH22Q11
Ng

ih

ng d n 1: TS. Lê Xuân Quang

Ng

ih

ng d n 2 : PGS.TS Nguy n Tu n Anh

Tên đ tài lu n v n: "Nghiên c u xác đ nh kh n ng ch u t i c a môi
tr

ng n

nguyên n

c và đ xu t các gi i pháp gi m thi u ô nhi m ngu n tài
c m t LVS Vu Gia- Thu B n".

Tác gi xin cam đoan đ tài lu n v n đ

li u đ

c thu th p t ngu n th c t , đ

quan nhà n

c làm d a trên các s li u, t

c công b trên báo cáo c a các c

c.Trong quá trình làm tôi có tham kh o các tài li u liên quan

nh m kh ng đ nh thêm s tin c y và c p thi t c a đ tài. Các tài li u trích d n
rõ ngu n g c và các tài li u tham kh o đ

c th ng kê chi ti t. Nh ng n i

dung và k t qu trình bày trong Lu n v n là trung th c, n u vi ph m tôi xin
hoàn toàn ch u trách nhi m.

M CL C
M

U ....................................................................................................................1

1. TÍNH C P THI T C A

TÀI ..........................................................................1

2. M C ÍCH VÀ PH M VI NGHIÊN C U ..........................................................3

2.1 M c đích nghiên c u .............................................................................................3
2.2 Ph m vi nghiên c u ...............................................................................................3
3. CÁCH TI P C N VÀ PH

NG PHÁP NGHIÊN C U .....................................3


3.1 Cách ti p c n .........................................................................................................3
3.2 Ph

ng pháp nghiên c u.......................................................................................4
KI N

4. K T QU D
CH

T

C ........................................................................5

NG 1: T NG QUAN CÁC PH

NG PHÁP XÁC

CH U T I C A LVS TRÊN TH GI I VÀ TRONG N
1.1 T ng quan các ph

NH KH

N NG

C ............................6

ng pháp xác đ nh kh n ng ch u t i c a LVS trên th gi i ..6

1.1.1 Các nghiên c u t i M .......................................................................................6
1.1.2 Nghiên c u t i Trung Qu c..............................................................................18
1.1.3 Nghiên c u t i Úc ............................................................................................20
1.2 T ng quan các ph
1.3 Nh n xét ch
CH

ng pháp xác đ nh kh n ng ch u t i c a LVS trong n

c ..20

ng 1 ..............................................................................................35

NG 2: C

KHOA H C XÁC

S

NH KH

N NG CH U T I C A

LVS VU GIA-THU B N ........................................................................................37
2.1 Xác đ nh các ngu n x th i .................................................................................37

2.1.1 Hi n tr ng môi tr

ng c a l u v c ..................................................................37

2.1.2 Phân chia h th ng khu s d ng n

c trong công nghi p ...............................41

2.1.3. Phân chia h th ng khu s d ng n

c trong sinh ho t ...................................43

2.1.4. Phân chia h th ng khu s d ng n

c cho ch n nuôi .....................................43

2.1.5. Phân chia h th ng khu s d ng n

c cho th y s n .......................................43

2.1.6. Dòng ch y h i quy c a các khu t

i ...............................................................43

2.2 Ch t l

ng môi tr

ng n

c l u v c sông Vu Gia – Thu B n ..........................43

2.2.1 Các đi m quan tr c và thông s quan tr c .......................................................44
2.2.2 Yêu c u ch t l

ng môi tr

2.2.3 K t qu quan tr c ch t l

ng n
ng n

c theo các m c đích s d ng...................62
c m t ...........................................................65

2.3 Nh n xét chung ...................................................................................................68
CH

NG 3: XÁC

VÀ

XU T CÁC GI I PHÁP GI M THI U Ô NHI M .............................71

3.1. M ng l
3.1.1. M ng l

NH KH

N NG CH U T I LVS VU GIA – THU B N

i sông su i và c a sông.......................................................................71
i sông ngòi .......................................................................................71

3.1.2. C a sông ..........................................................................................................73
3.2. M ng l

i quan tr c khí t

ng th y v n ............................................................74


3.2.1 Tình hình tài li u ..............................................................................................74
3.3 Mô hình th y l c ki t h th ng sông ..................................................................78
3.3.1 Ph

ng pháp tính toán .....................................................................................78

3.3.2. S d ng mô hình tính toán ..............................................................................80
3.3.3. Mô hình MIKE 11- Th y l c dòng ch y ........................................................80
3.3.4. Mô hình MIKE 11 –Ecolab .............................................................................86
3.3.4.1. Gi i thi u mô hình .......................................................................................86
3.3.4.2 Hi u ch nh mô hình và ki m đ nh .................................................................88
3.4 Xác đ nh l u l

ng ki t ng v i t n su t 85 % ..................................................92

3.4.1 Tr

ng h p hi n t i ..........................................................................................92

3.4.2. Tr

ng h p d báo đ n 2020 ..........................................................................96

3.5 Xác đ nh kh n ng ch u t i ..................................................................................97
3.5.1 Công th c xác đ nh kh n ng ch u t i ..............................................................97
3.5.2 Xác đ nh kh n ng ch u t i trong tr

ng h p hi n t i .....................................99

3.5.3 D báo đ n n m 2020 kh n ng ch u t i c a LVS Vu Gia - Thu B n ..........107
3.6. Nghiên c u đ xu t các gi i pháp gi m thi u ô nhi m trên LVS Vu Gia- Thu
B n ..........................................................................................................................114
3.7. Nh n xét ch

ng 3 ...........................................................................................117

K T LU N VÀ KI N NGH .................................................................................118
1.K T LU N ..........................................................................................................118
2.KI N NGH .........................................................................................................118
TÀI LI U THAM KH O .......................................................................................120
a. Tài li u trong n
b. Tài li u n

c ..............................................................................................120

c ngoài..............................................................................................121

DANH M C HÌNH

Hình 1.1: V trí h l u c a l u v c sông Fox .............................................................9
Hình 1.2: N tr m tích

h l u v nh Green sau 3 inches n

c m a trong tháng t

n m 2011 .....................................................................................................................9
Hình 1.3: H Tahoe ...................................................................................................10
Hình 1.4: X trung bình hàng ngày, t p trung các phân t n m 1985 và 1986 ........13


Hình 1.5 - 1.6: Kh n ng tiêp nh n BOD sông VC n m 2009; 2020 ....................29
Hình 2.1:C u R ng trên sông Hàn ............................................................................45
Hình 2.2: C u Nguy n V n Tr i trên sông Hàn .......................................................46
Hình 2.3: C u Tuyên S n trên sông Hàn ..................................................................47
Hình 2.4: Sông C m L t i v trí b n đò Su ..............................................................47
Hình 2.5:C a vào c ng l y n

c c p nhà máy n

cC u

...................................48

Hình 2.6: Sông Túy Loan xã Hòa Phan huy n Hòa Vang ........................................49
Hình 2.7: Sông ò To n t i ph
Hình 2.8:

ng Khuê M Qu n Ng Hành S n ......................49

p Dâng An Tr ch trên sông Yên t i xã Hòa Ti n .................................50

Hình 2.9: C a

i t nh Qu ng Nam..........................................................................51

Hình 2.10: Sông Thu B n xã Duy Châu huy n Duy Xuyên .....................................52
Hình 2.11: Sông Thu B n t i xã

iC

ng huy n Ái Ngh a ..................................52

Hình 2.12: S đ v trí quan tr c và l y m u ............................................................62
Hình 2.13: Bi u đ hàm l

ng TSS và Coliform đ t 1 ngày 10/9/2013 ..................68

Hình 2.14: Bi u đ hàm l

ng TSS và Coliform đ t 2 ngày 21/4/2014 .................. 70

Hình 2.15: Bi u đ DO, COD, BOD5 đ t 1 ngày 10/9/2013 ...................................70
Hình 3.1: B n đ m ng l

i tr m khí t

ng th y v n l u v c Vu Gia - Thu B n...80

Hình 3.2: S đ tính toán th y l c m ng sông Vu Gia – Thu B n ........................... 85
Hình 3.3:

ng quá trình đo t i các v trí trên sông Vu Gia trong giai đo n mô

ph ng 02/09/2013 đ n 14/09/2013 ........................................................................... 90
Hình 3.4:

ng quá trình đo t i các v trí trên sông Thu B n trong giai đo n mô

ph ng 02/09/2013 đ n 4/09/2013............................................................................. 90
Hình 3.5: So sánh giá tr DO gi a mô ph ng và th c đo t i th i đi m l y m u 10h
ngày 10/09/2013 ........................................................................................................ 90
Hình 3.6: So sánh giá tr BOD 5 gi a mô ph ng và th c đo t i th i đi m l y m u
10h ngày 10/09/2013 ................................................................................................. 91
Hình 3.7: So sánh giá tr NH 4 + gi a mô ph ng và th c đo t i th i đi m l y m u 10h
ngày 10/09/2013 ........................................................................................................ 91


Hình 3.8: So sánh giá tr NO 3 gi a mô ph ng và th c đo t i th i đi m l y m u 10h
ngày 10/09/2013 ........................................................................................................ 91
Hình 3.9: So sánh giá tr DO gi a mô ph ng và th c đo t i th i đi m l y m u 10h
ngày 21/04/2014 ........................................................................................................ 92
Hình 3.10: So sánh giá tr BOD 5 gi a mô ph ng và th c đo t i th i đi m l y m u
10h ngày 21/04/2014 ................................................................................................. 92
Hình 3.11: So sánh giá tr NH 4 + gi a mô ph ng và th c đo t i th i đi m l y m u
10h ngày 21/04/2014 ................................................................................................. 93
Hình 3.12: So sánh giá tr NO 3 gi a mô ph ng và th c đo t i th i đi m l y m u 10h
ngày 21/04/2014 ........................................................................................................ 93
Hình 3.13: Bi u đ kh n ng ti p nh n BOD c a LVS ..........................................113

Hình 3.14: Bi u đ kh n ng ti p nh n COD c a LVS ..........................................113
Hình 3.15: Bi u đ kh n ng ti p nh n NH4+ c a LVS ........................................114

DANH M C B NG
B ng 1.1: Licit v c sông John Day 303 (d) Ngu n d li u t i TMD: Ph

ng pháp

DEQ (Department of Environmental Quality) ............................................................7
B ng 1.2: T ng t i tr ng t i đa c a l u v c sông John Day: Ph

ng pháp EPA

(Environmental Protection Agency) ...........................................................................8
B ng 1.3: H s bi n đ i c a t i tr ng t c th i ........................................................14


B ng 1.4:

không chính xác và sai l ch c a b n ph

ng pháp tính t i tr ng, t

th nghi m Monte Carlo c a 40 m u v . 200 l n v i s thay th t b d li u ch t
l

ng n

c c a 89 m u (1985) và 136 m u (1986) ..................................................17

B ng 1.5: Tóm t t các đi m đ

ng cong k t qu h i quy, cho 200 đi m h i quy c a

nh t ký Log Ci vs. Log Qi, v i n = 40 ......................................................................18
B ng 2.1: Ph

ng pháp phân tích m u trong phòng thí nghi m ..............................56

B ng 2.2: V trí các đi m quan môi tr

ng trên LVS Vu Gia- Thu b n ..................58

B ng 2.3:Giá tr gi i h n các thông s ch t l

ng n

B ng 2.4: T ng h p ch tiêu ch t l

c m t sông Vu Gia – Thu B n đ t 1

ng n

c m t ...................................62

tháng 9/2013 ..............................................................................................................66
B ng 2.5: T ng h p ch tiêu ch t l

ng n

c m t sông Vu Gia – Thu B n đ t 2

tháng 4/2014 ..............................................................................................................67
B ng 3.1:

c tr ng hình thái sông chính vùng nghiên c u .....................................73

B ng 3.2: M ng l

i các tr m đo khí t

ng thu v n l u v c Vu Gia - Thu B n ..76

B ng 3.3: Th ng kê các tr m th y v n trong vùng ...................................................78
B ng 3.4: K t qu m c n

c th c đo và tính toán mô ph ng .................................. 86

B ng 3.5: K t qu m c n

c th c đo và tính toán ki m đ nh mô hình .................... 87

B ng 3.6: L u l

ng dòng ch y 9/2013 ...................................................................93

B ng 3.7: L u l

ng dòng ch y 4/2014 ...................................................................95

B ng 3.8: L u l

ng dòng ch y ki t (85%) đ n 2020 ..............................................97

B ng 3.9: K t qu tính kh n ng ti p nh n BOD 5 c a ngu n n

c sông Vu Gia –

Thu B n (th i đi m 9/2013)....................................................................................100
B ng 3.10: K t qu tính kh n ng ti p nh n BOD 5 c a ngu n n

c sông Vu Gia –

Thu B n (th i đi m 4/2014)....................................................................................101
B ng 3.11:K t qu tính kh n ng ti p nh n COD c a ngu n n

c sông Vu Gia –

Thu B n (th i đi m 9/2013)....................................................................................102
B ng 3.12: K t qu tính kh n ng ti p nh n COD c a ngu n n

c sông Vu Gia –

Thu B n (th i đi m 4/2014)....................................................................................103


B ng 3.13: K t qu tính kh n ng ti p nh n NH 4 + c a ngu n n

c sông Vu Gia –

Thu B n (đ t 9/2013) ..............................................................................................103
B ng 3.14: K t qu tính kh n ng ti p nh n NH 4 + c a ngu n n

c sông Vu Gia –

Thu B n (đ t 4/2014) ..............................................................................................104
B ng 3.15: K t qu tính kh n ng ti p nh n TSS c a ngu n n

c sông Vu Gia –Thu

B n (đ t 9/2013) .....................................................................................................105
B ng 3.16: K t qu tính kh n ng ti p nh n TSS c a ngu n n

c sông Vu Gia –Thu

B n (đ t 4/2014) .....................................................................................................106
B ng 3.17: D báo đ n 2020 kh n ng ti p nh n BOD 5 c a ngu n n

c sông Vu

Gia –Thu B n ..........................................................................................................108
B ng 3.18: D báo đ n 2020 kh n ng ti p nh n COD c a ngu n n

c sông Vu Gia

–Thu B n .................................................................................................................108
B ng3.19: D báo đ n 2020 kh n ng ti p nh n NH 4 + c a ngu n n

c sông Vu Gia

–Thu B n .................................................................................................................110
B ng 3.20: D báo đ n 2020 kh n ng ti p nh n TSS c a ngu n n

c sông Vu Gia

–Thu B n .................................................................................................................111

CH

LVS

L u v c sông

BOD 5

L

VI T T T

ng oxy c n thi t đ oxy hóa h t các ch t h u c và sinh


hóa do vi khu n (có trong n

c nói chung và n

riêng) gây ra, v i th i gian x lý n

c là 5 ngày

c th i nói
đi u ki n

nhi t đ là 20°C
TSS

T ng ch t r n l l ng

COD

L

ng oxy c n thi t đ ô xy hóa các ch t h u c và vô c có

trong n

c

DO

L

ng ô xy hòa tan trong n

NCN

Nhu c u n

DCTT

Dòng ch y t i thi u

KNCT

Kh n ng ch u t i

TCXDVN

Tiêu chu n xây d ng Vi t Nam

c

c


1

M
1. TÍNH C P THI T C A

U

TÀI

Kh n ng ch u t i c a môi tr

ng n

c là kh n ng ti p nh n các l ai

ch t th i t i đa mà v n đáp ng các yêu c u ch t l
s d ng đ

ng cho nh ng m c đích

c quy đ nh t i khu v c nghiên c u (duy trì cân b ng sinh thái,

đ m b o các m c ch t l

ng cho m c đích t

i tiêu, sinh h at).

Do đó vi c tìm hi u v kh n ng ch u t i và kh n ng t làm s ch c a
l u v c sông là r t c n thi t đ có th phát tri n và b o v môi tr
sông. Hi n nay, phép phân tích kh n ng ch u t i là m t h

ng l u v c

ng ti p c n m i

và đang ph bi n trên th gi i nh m ng n ng a s quá t i môi tr
b i ho t đ ng c a con ng

ng gây ra

i.

Cùng v i s phát tri n đ t n

c theo h

ng công nghi p hóa và hi n

đ i hóa, quá trình đô th hoá di n ra m nh m , môi tr

ng nói chung và môi

tr

ng n

ng n

c nói riêng đang b tác đ ng r t l n. Ch t l

c các con sông

đang b ô nhi m nghiêm tr ng, d n đ n kh n ng ti p nh n ch t th i c a
chúng c ng b m t d n, vùng th

ng l u c ng nh h l u các con sông đã

ch u tác đ ng m nh m t các ho t đ ng sinh ho t, y t , ho t đ ng s n xu t
nông, lâm nghi p và công nghi p…khi ch t th i l n h n kh n ng t làm s ch
c a sông sinh ra s c ch u t i c a sông. Ph
t i c a l u v c sông tr thành v n đ đ
n

ng pháp xác đ nh kh n ng ch u

c các nhà nghiên c u khoa h c trong

c và th gi i vô cùng quan tâm.
H th ng sông Vu Gia Thu B n là m t trong nh ng h th ng sông l n
mi n duyên h i Trung B Vi t Nam v i t ng di n tích l u v c 10.350 km2

n m trên đ a ph n 3 t nh Qu ng Nam, à N ng và Kon Tum. Sông b t ngu n
t đ a bàn t nh Kon Tum ch y qua t nh Qu ng Nam, thành ph
bi n

ông

hai c a bi n là C a

à N ng đ ra

i và C a Hàn. Toàn b l u v c n m


2

s

n

ông Tr

ng S n có ti m n ng l n v đ t đai, tài nguyên n

c, thu

n ng và r ng.
L uv cn m
thu c Trung

trung đ c a đ t n

c, có

à N ng là thành ph tr c

ng, là đ u m i quan tr ng c a vùng có m ng l

hàng không, đ

ng s t, đ

i giao thông

ng b B c- Nam lên Tây Nguyên, sang Lào, có

c ng bi n thu n ti n giao l u qu c t . Trong vùng có nhi u danh lam th ng
c nh đ p nh bán đ o S n Trà,

èo H i Vân, Ng Hành S n, có di s n v n

hoá th gi i nh H i An, M S n…Thành ph

à N ng và t nh Qu ng Nam

là t nh n m trong vùng kinh t tr ng đi m Mi n Trung, đ
N

c

ng và Nhà

c quan tâm, t p trung đ u t cao nh m t o đi u ki n đ y nhanh quá trình

phát tri n kinh t - xã h i. Các khu công nghi p Liên Chi u - Hoà Khánh - à
N ng - i n Ng c - i n Nam đã và đang đi vào s d ng và khai thác thu hút
đ u t trong, ngoài n

c là nh ng thu n l i và c h i r t l n cho phát tri n

n n kinh t l u v c.
Tuy nhiên, do nh ng đ c thù chung c a Mi n Trung, đi u ki n t nhiên
c a l u v c Vu Gia - Thu B n c ng gây nhi u khó kh n cho phát tri n kinh
t - xã h i.

a hình l u v c khá ph c t p, ph n l n là núi cao, b chia c t

m nh, đ d c l n, khó xây d ng c s h t ng, nh t là giao thông thu l i.
Th i ti t kh c nghi t, ch t l
luôn x y ra và có xu h

ng th m th c v t b suy gi m, thiên tai bão l

ng ngày càng ác li t. M a l l n gây xói mòn đ t,

xói l b và c t dòng sông, gây úng ng p và l l t nghiêm tr ng, trong khi
mùa khô ít m a gây khô h n n ng.
Trong nh ng n m g n đây, nhánh Qu ng Hu n i gi a sông Vu Gia và
Thu B n liên t c b s t l , đ i dòng nên ph n l n l
đ

ng n

c t Vu Gia đã

c chuy n sang sông Thu B n s gây ng p l t nghiêm tr ng cho H i An v

mùa l và thi u n

c cho vùng h l u Vu Gia v mùa ki t.


3

Ngoài ra, sau khi xây d ng h th ng các h ch a l n đ c bi t vi c
chuy n n

c c a th y đi n akmi 4, đã gây ra nh ng h u qu không nh cho

h du. N

c chuy n nhi u h n v phía Thu B n đã làm cho phía Vu Gia dòng

ch y ki t suy gi m m nh, m c n

cao, uy hi p các nhà máy c p n

c gi m sút nghiêm tr ng, m n xâm nh p
c chính cho TP. à N ng, h u qu đ n nông

nghi p, sinh ho t, công nghi p… là r t l n.
Dòng ch y suy gi m còn làm

h l u đ p th y đi n,

Vu Gia- Thu B n còn là nguy c gây ra các n h a v môi tr

h du c a sông
ng. N

cv

h du tr nên quá đ c và đ c bi t t c đ phát tri n r t nhanh c a các khu công
nghi p

à N ng, Qu ng Nam s làm gia t ng m c đ x th i. Trong khi,

các c quan ban ngành v n còn đang tranh cãi nhau v quy ho ch, v v n
hành c a h th ng th y đi n h p lý… nh m đ m b o cho s phát tri n b n
v ng c a vùng trong t

ng lai.

Vì v y xác đ nh kh n ng ch u t i c a LVS Vu Gia- Thu B n nh m đ
xu t các gi i pháp khai thác hi u qu b n v ng l u v c sông trong t

ng lai

là r t c n thi t và c p bách.
2. M C ÍCH VÀ PH M VI NGHIÊN C U
2.1 M c đích nghiên c u
Xác đ nh đ c kh n ng ch u t i c a LVS Vu Gia- Thu B n làm c s
làm c s đ xu t các gi i pháp qu n lý khai thác hi u qu và b n v ng ngu n
tài nguyên n

c m t l u v c sông Vu Gia- Thu B n.

xu t đ

c các gi i pháp gi m thi u ô nhi m trên l u v c sông Vu

Gia – Thu B n
2.2 Ph m vi nghiên c u
L u v c sông Vu Gia- Thu B n
3. CÁCH TI P C N VÀ PH
3.1 Cách ti p c n

NG PHÁP NGHIÊN C U


4

- Ti p c n th c t : đi kh o sát, nghiên c u, thu th p các s li u liên quan
đ n đ tài lu n v n.
- Ti p c n h th ng: Ti p c n, tìm hi u, phân tích h th ng t t ng th

đ n chi ti t, đ y đ và h th ng.
- Ti p c n các ph

ng pháp nghiên c u m i mô hình hóa, các ph

pháp nghiên c u tiên ti n trên th gi i và trong n

ng

c v xác đ nh kh n ng

ch u t i.
3.2 Ph ng pháp nghiên c u
- Ph ng pháp đi u tra, thu th p các s li u, tài li u có liên quan, phân
tích th ng kê các tài li u.
- Ph

ng pháp k th a: nghiên c u, phân tích, t ng h p các k t qu

nghiên c u trong và ngoài n

c và k th a có ch n l c c a các k t qu này

thông qua các th vi n trong n

c, m ng internet, các báo cáo khoa h c, báo

cáo đánh giá hi n tr ng khai thác s d ng ngu n n
c quan chuyên môn, đ nh h
- Ph

c và môi tr

ng c a các

ng phát tri n kinh t c a vùng.

ng pháp kh o sát th c đ a: ti n hành đi th c đ a đ tìm hi u s

bi n đ ng c a các h sinh thái c ng nh các nh h

ng tr c ti p đ n các ho t

đ ng khác v kinh t , xã h i b ng cách ph ng v n, đo đ c b sung…
- Ph
n

ng pháp phân tích trong phòng thí nghi m: Phân tích ch t l

ng

c theo các ch s c b n đ làm c s xác đ nh kh n ng ch u t i c a LVS

Vu Gia- Thu B n;
- Ph

ng pháp chuyên gia: l y ý ki n chuyên gia đa ngành đ xem xét và

gi i quy t bài toán d
- Ph

i góc đ t ng h p.

ng pháp mô hình hóa: ng d ng mô hình NAM; MIKE 11 trong

xác đ nh m a dòng ch y và l u l
B n;

ng ki t c a l u v c sông Vu Gia- Thu


5

4. K T QU D KI N
T
C
- Xác đ nh đ c kh n ng ch u t i c a LVS Vu Gia Thu B n
-

xu t đ

Vu Gia – Thu B n

cđ

c các gi i pháp gi m thi u ô nhi m trên l u v c sông


6

CH

NG 1

T NG QUAN CÁC PH
NG PHÁP XÁC NH KH N NG CH U
T I C A LVS TRÊN TH GI I VÀ TRONG N
C
1.1 T ng quan các ph
th gi i

ng pháp xác đ nh kh n ng ch u t i c a LVS trên

1.1.1 Các nghiên c u t i M

Báo cáo ch t l

ng n

c: “ K ho ch qu n lý ch t l

ng n

c và

t ng t i tr ng t i đa hàng ngày c a l u v c sông John Day” (Nhóm tác gi :
Don Butcher, v i s h tr c a Julia Crown, Kevin Brannan, KotoKishida
Ph l c: Julia Crown (A & B), Don Butcher ( C ), Kevin Brannan(D & E),
Shannon Hubler (F)- V n phòng Môi tr

ng ch t l

ng n

c c a ti u bang

Oregon, 811 SW 6th Avenue Portland, OR 97204 1-800-452-4011).
V n phòng môi tr

ng ch t l

ng n

c đã làm vi c t i các l u v c

sông John Day ( L u v c sông Jonh Day thu c qu n Clatsop – Tây B c ti u
bang Oregon c a M ) trong nhi u n m đ đánh giá ch t l
sông, su i. T i m t s đ a đi m và th i gian, n
con ng

c

ng n

c

các

đây không còn s ch cho

i có th b i, u ng ho c cho s s ng còn c a các loài cá. V n đ liên

quan bao g m nhi t đ cao và m c đ vi khu n, n ng đ oxy th p, đ i s ng
th y sinh b suy y u và quá nhi u h t m n tr m tích lòng su i.
ã đ a ra ph

ng pháp xác đ nh kh n ng ch u t i c a LVS John Day

thu c qu n Clatsop - Tây B c ti u bang Oregon c a M theo công th c sau:
LC = WLA + LAh + LAbkgd + MOS + RC [1.1]
Trong đó:
LC= Kh n ng ch u t i.
WLA= Phân b t i tr ng ch t th i.
LAh= T i tr ng phân b t các ngu n không đáng k c a con ng
LAbkgd= T i tr ng phân b t n n t nhiên

i


7

MOS= Biên an toàn
RC = Công su t d tr , cho s t ng tr
con ng

ng dân s ho c t ng t i c a

i

D li u h tr có s n t n m 1972 đ n n m 2009. DEQ th c hi n giám

sát TMDL c th t n m 2002 đ n n m 2006. DEQ phân tích d li u này
trong th i gian 2004-2010.
Các nhà nghiên c u đã dùng bi n pháp l y s li u và phân tích các ch
tiêu v nhi t đ , l

ng Oxy hòa tan, m c đ vi khu n, tr m tích, tiêu chu n

sinh h c c a l u v c sông, t đó l p b ng s li u t ng h p theo ph
DEQ và ph

ng pháp

ng pháp EPA.

B ng 1.1: Licit v c sông John Day 303 (d) Ngu n d li u t i TMD: Ph

ng

pháp DEQ (Department of Environmental Quality)
Thông
s

Tiêu
chu n
sinh
h c

Vi
khu n

Oxy
hòa
tan

Nhi t
đ

Tiêu
chu n

Ph l u B c

Miles

o n

Thuy t
minh

29.0

T ng
ph

29.0

Phu l u gi a

i

Ph l u trên

Miles

o n

Miles

o n

2

15.8

1

14.2

2.0

15.8

1.0

14.2

Miles

o n

Ph l u d

Ph l u giao
c t

Miles

o n

2

59.0

5

2.0

59.0

5

Miles

o n

T ng

E. Coll
- mùa
hè

83.0

1

83.0

1

Fecal
Confor
m–
Mùa

83.0

1

83.0

1

T ng
ph

166.0

2

166.0

2

N c
l nh

61.7

1

61.7

1

T ng
ph

61.7

1

61.7

1

176.4

22

69.2

7

Cá h i

93.4

13

66.7

7

Sinh
s n

44.8

5

24.4

2

16.3

2


8

Môi
tr ng
s ng
n c
l nh

81.6

6

40.6

1

Nuôi
tr ng

362.3

27

100.3

15

290.2

15

8.6

1

341.2

31

Khu
v c di
c
T ng
ph

582.1

T ng s Miles

51

611.1

232.0

25

232.0

T ng s đo n

290.2

15

306.0

53

366.1

34

380.3

25

16

8

61.7

1

1155.7

89

181.6

1

181.6

1

243.3

2

1713.7

127

471.0

2000.4

36

5

B ng 1.2: T ng t i tr ng t i đa c a l u v c sông John Day: Ph
EPA (Environmental Protection Agency)
Thông s

130.8

135

ng pháp

Ph l u
giao c t

T ng

Vi khu n

1

1

Oxy hòa tan

1

1

Phu l u
B c

Ph l u
gi a

Ph l u
d i

Phu l u
trên

Nhi t đ

46

23

15

34

2

120

T ng s đo n

46

23

15

34

4

122

Báo cáo ch t l

ngu n n

ng n

c: “S c ch u t i đa hàng ngày và k ho ch qu n lý

c d a trên vi c phân tích ch s photpho và t ng ch s ch t r n l

l ng trong vùng h l u l u v c sông Fox và h l u v nh Green”.
Sông Mississippi là m t con sông

B c M . Sông có chi u dài là 6.275

km (3.900 d m) t h Itasca đ n V nh Mexico, sông Mississippi đ

c công

nh n là h th ng sông dài th 3 trên th gi i. Sông Mississippi h p l u v i
m t lo t các ph l u nh : Minnesota, Saint croix, cannon, lllinois... trong đó
sông Fox là m t ph l u c a sông lllinois.


9

V nh Green ( Green Bay)

Hình 1.1: V trí h l u c a
l u v c sông Fox

ti u bang Wisconsin n

cM .

Hình 1.2: N tr m tích h l u v nh Green sau
3 inches n c m a trong tháng t n m 2011

Tháng 3 n m 2012, C quan b o v môi tr ng Hoa K (The United States
Environmental Protection Agency (EPA)) đã nghiên c u v v n đ ô nhi m ch t
l ng n c c a h l u l u v c sông Fox và h l u v nh Green. Sau m t lo t các
nghiên c u và phân tích s liên k t c a ch s phopho và tr m tích, đi u ki n môi
tr ng... c a h l u l u v c sông Fox và h l u v nh Green, nhóm nghiên c u đã
đ a ra đ c công th c xác đ nh s c ch u t i t i đa hàng ngày c a l u v c sông nh
sau:
TMDL = ∑WLA +∑ LA + MOS [1.2]
Trong đó:
TMDL: T ng t i tr ng t i đa hàng ngày.
WLA: Phân b t i tr ng ch t th i
LA: Phân b t i.
MOS: Biên an toàn.
Công th c này đ

c áp d ng r t hi u qu trong qua trình nghiên c u và

xác đ nh kh n ng ch u t i c a các l u v c sông.


10

“Ph

ng pháp tính kh

n ng ch u t i c a l u v c h

TAHOE

CALIFORNIA- NEVADA, M " ( Nhóm tác gi : Robert Coats, Fengjing Liu,
and Charles R. Goldman- Báo Hôi tài nguyên n

c c a M tháng 6/2012).

Hình 1.3: H Tahoe

H Tahoe là m t h n

c ng t l n

Sierra Nevada c a Hoa K - n m

d c theo biên gi i gi a bang Califomia và Nevada, phía tây c a thành ph
Carson.

cao b

m t h : 1.897m. Di n tích: 496,2km2. Kh i l

ng:


11

150,7km3. Chi u dài: 35km.
Vi c l y m u c a các dòng su i và

c tính t ng t i tr ng c a nit ,

ph t pho, và phù sa l l ng đóng m t vai trò quan tr ng trong n l c ki m
soát các hi n t

ng phú d

ng c a h Tahoe. Nhóm tác gi đã s d ng

ph

ng pháp MonteCarlo đ ki m tra đ chính xác và s sai l ch c a b n

ph

ng pháp tính t ng t i tr ng cho thành nitrate-nitrogen, phosphorus ph n

ng hòa tan, h t ph t pho, t ng s ph t pho và tr m tích l l ng trong m t
nhánh l n c a h . Các ph

ng pháp xét nghi m đ u là hai hình th c:

Ratio (t l ) c a Beale, m u tr ng l

ng theo giai đo n và t l đ

c tính
ng cong.

L y m u chuyên sâu n m 1985 (m t n m khô) và 1986 (m t n m m
cung c p c s cho vi c
so sánh,
ch

c tính t i tr ng t ph

c tính d a trên d li u th c t

c

ng pháp x lý s li u đo đ

ng đ th p h n, đ c tr ng c a

ng trình giám sát hi n nay. K t qu cho th y: (1) ph

tr ng l

ng theo giai đo n là v

t)

t tr i so v i các ph

ng pháp l y m u

ng pháp khác cho t t c

các thành ph n trong n m 1985; và (2) cho t ng ph t pho, h t ph t pho, và
phù sa l l ng, các đi m đ
Thay đ i các ch

ng cong đã cho k t qu t t nh t trong n m 1986.

ng trình l y m u và ph

ng pháp tính toán t i tr ng hi n

nay là c n thi t đ c i thi n đ chính xác và gi m thi u s thiên v c a các
c tính t ng t i ph t pho trong dòng l u v c. (Gi i h n chính: các h sinh
thái thu sinh, phân tích th ng kê; ch t l
Tahoe, hi n t

ng phú d

ng n

c; qu n lý l u v c sông; h

ng; tính toán t i tr ng).

K t khi chính sách s d ng đ t và các ch
l

ng n

c trong l u v c đ

ng trình ki m soát ch t

c th c thi nh m m c đích ch y u trong vi c

ki m soát ho c gi m t i tr ng c a nit và ph t pho đ n h , đi u quan tr ng là
r t nhi u d

ng nhánh đ

c

c tính m t cách chính xác (Reuter et al.,

1999).
V m t khái ni m, các tính toán t i tr ng c a hàng lo t ph l u đòi h i ph i


12

đánh giá tách r i. T i tr ng trong m t kho ng th i gian nh t đ nh gi a
đ

và

c đ a ra theo công th c sau:

L=

[1.3]

Trong đó:
L: T ng t i tr ng trong kho ng th i gian t t a đ n t b .
K:

n v y u t chuy n đ i.

Q t : X t c th i t i th i đi m t.
C t : N ng đ cô đ c t c th i t i th i đi m t.
Vi c x t c th i có th đ

c đo b ng các k thu t đo chi u dòng tiêu

chu n t i th i đi m l y m u, và liên t c (ho c ít nh t là hàng ngày) d li u x
th

ng có s n. V n đ là n ng đ c a h u h t các thành ph n không th đ

đo liên t c, nh ng đã đ

c l y m u và xác đ nh b ng ph

c

ng pháp hóa h c.

S d ng 800 t p d li u cho n m 1985 và 1200 t p cho n m 1986,
nhóm tác gi đã tính t ng t i tr ng cho 02 n m n
khác nhau nh sau: Ph

Estimator (BRE)), Ph

ng pháp
ng pháp

c tính t l các phân t ng c a Beale (The
ng pháp l y m u tr ng

ng theo giai đo n (The Period Weighted Sample Method), Ph

đánh giá đ

ng pháp

c tính t l c a Beale (The Beale's Ratio

Stratified Beale’s Ratio Estimator (SBRE)), Ph
l

c b ng 4 ph

ng cong (The Raiting Curve Method).

ng pháp


13

Hình 4a

Hình 4b

Hình 4a: X trung bình hàng ngày, t ng P, h t
P, và tr m tích b đình ch ;
Hình 4b: Ch ra nitrate-N và ph n ng P hòa
tan. Các đi m - đ i di n cho các m u ch t
l ng n c th c t (đ c s d ng trong các th
nghi m Monte Carlo), và các dòng (lines) - đ i
di n cho c tính d li u đã x lý c a n ng đ
trung bình hàng ngày.

Hình 1.4: X trung bình hàng ngày, t p trung các phân t n m 1985 và

1986


14

B ng 1.3: H s bi n đ i c a t i tr ng t c th i
%

Các thành ph n

N m 1985

N m 1986

Ni-trát (N)

103

114

Hoat tính hòa tan P

82

176

H tP

119

409

T ng P

86

379

Tr m tích
(B d li u đ
• Ph

ng pháp
Trong ph

t ng l u l

251
383
c s d ng trong th nghi m Mote Carlo)

c tính t l c a Beale (The Beale 's Ratio Estimator (BRE)
ng pháp này, n ng đ trung bình x tr ng đ

ng trong kho ng th i gian xác đ nh, và k t qu đi u ch nh b ng

cách s d ng m t y u t k t h p các t s c a hi p ph
l

ng ph

nó đã đ

c nhân v i

ng sai c a x . Các BRE đã đ
c s d ng thành công đ

v c khác. Các ph

ng trình đ

=

ng sai c a t i v i l u

c l a ch n cho nghiên c u này vì

c tính t ng t i ph t pho trong các l nh

c s d ng t Cohn (1995) là:

.

.

[1.4]

Trong đó:
:X n

c trung bình trong kho ng th i gian xác đ nh

L : T i tr ng t c th i Q i . C i
[1.5]
=

[1.6]


15

[1.7]
[1.8]
N= S l
• Ph

ng m u trong kho ng th i gian xác đ nh.

ng pháp

c tính t l các phân t ng c a Beale(The Stratified

Beale's Ratio Estimator (SBRE)
Nhóm tác gi đã phân t ng d li u (m t h u) theo b n ph n t x trung
bình hàng ngày, tính toán t i tr ng riêng bi t cho t ng ph n, và t ng k t các
k t qu .
• Ph

ng pháp l y m u tr ng l

ng theo giai đo n (The Period Weighted

Sample Method).
Trong ph
n mn

cđ

ng pháp này, n ng đ c a m t c p hai m u k ti p trong

c tính trung bình và trung bình nhân v i x tích l y gi a các l n

l y m u. X đ

c l y t các b n ghi c a USGS x trung bình hàng ngày, chia

cho ngày đó có m t ho c nhi u h n các m u đ
c at iđ
• Ph

c tóm t t qua m i n m n

ng pháp đánh giá đ

c l y. Vi c gia t ng k t qu

c.

ng cong (The Rating Curve Method).

Nh t ký c a n ng đ t c th i (logCi) đã b th t lùi so v i nh t ký x t c
th i (logQi).
đã đ

i v i m i ngày trong n m n

c s d ng đ

c, có ngh a là dòng ch y ngày

c tính n ng đ trung bình hàng ngày, theo ph

trình:
C d =k.10a.
Trong đó:
Cd: n ng đ trung bình hàng ngày.

k: h s hi u ch nh đ n v .

.e2.65.MSE

[1.9]

ng


16

a: h ng s h i quy.
b: h s h i quy.
MSE: l i bình ph

ng trung bình t h i quy c a nh t ký Ci và nh t ký

Qi.
i u này v c b n là ph

ng pháp đ

c s d ng b i các Nhóm nghiên

c u Tahoe đ tính t ng t i tr ng c u thành trong l u v c su i, ngo i tr vi c
h s d ng h i quy là log (QiCi) và log Qi. Các y u t e2.65.MSE là m t y u t
đi u ch nh cho phép bi n đ i sai l ch (Ferguson, 1986).
S d ng 200 t ng d t i cho m i ph

ng pháp, n m và kích th

c

m u, nhóm tác gi đã tính toán, đ l ch chu n, các bi u th c sai l ch và thi u
chính xác. Sai l ch cho m t ph
tr trung bình c a các

ng th c đ

c tính t i t các

tr m c a cái sau); không chính xác đ
ph

c đ nh ngh a là đ l ch c a giá
c tính d li u đã làm (theo ph n

c đ nh ngh a là h s bi n đ i c a m t

ng pháp (đ l ch chu n theo ph n tr m c a ph

ng pháp giá tr trung

bình). Nhóm tác gi đã tính toán đ l ch chu n theo ph n tr m c a các

c

tính d li u đã làm.
M t th ng kê h u ích đ th hi n c s sai l ch và thi u chính xác c a
cl

ng là g c, có ngh a là l i bình ph

ng trung bình (RMSE), đ

c đ nh

ngh a là:
RMSE=

[1.10]

Trong đó:
B: đ l ch so v i

c tính d li u đã làm.

S:đ l ch chu n c a m u (Dolan etal., 1981).
Th ng kê này đ
và c m u.

c tính toán cho t t c các thành ph n, ph

ng pháp