nghiên cứu xác định các hệ số đánh giá khả năng tự làm sạch của sông áp dụng thử nghiệm trên lưu vực sông sài gòn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM
VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
-------------- oOo -------------

PHẠM THỊ HOÀNG GIA

LUẬN VĂN THẠC SỸ

TÊN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC HỆ SỐ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TỰ
LÀM SẠCH CỦA SÔNG. ÁP DỤNG THỬ NGHIỆM TRÊN LƯU VỰC
SÔNG SÀI GÒN

CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 60.85.06

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2009


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
-------------- oOo ------------Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. TSKH. BÙI TÁ LONG
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ kí)

Cán bộ chấm nhận xét 1:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ kí)

Cán bộ chấm nhận xét 2:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ kí)

LUẬN VĂN THẠC SỸ ĐƯỢC BẢO VỆ TẠI
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SỸ VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

Ngày

tháng

năm 2010


(Tài liệu này có thể tham khảo tại thư viện Viện Môi trường và Tài nguyên)
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
----------- oOo ----------

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN CAO HỌC
Họ và tên

: PHẠM THỊ HOÀNG GIA

Ngày, tháng, năm sinh: 10 – 02 – 1983
Chuyên ngành

: Quản lý môi trường

Khóa

: K2007

I.

Phái : Nữ
Nơi sinh: TP Hồ Chí Minh

TÊN ĐỀ TÀI : “Nghiên cứu xác định các hệ số đánh giá khả năng tự làm sạch

của sông. Áp dụng thử nghiệm trên lưu vực sông Sài Gòn”
II.

TÓM TẮT NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :
- Tổng quan nghiên cứu trong ngoài nước về các hệ số tham gia vào quá trình
tự làm sạch chất lượng nước trên kênh sông.
- Thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội của lưu vực sông Sài
Gòn, từ đó xác định hiện trạng quản lý chất lượng nước lưu vực sông.
- Thu thập bản đồ số hệ thống lưu vực sông Sài gòn, số liệu quan trắc chất
lượng nước, nguồn thải làm cơ sở tính toán hệ số thấm khí cho sông Sài Gòn.
- Ưng dụng phần mềm Mike11 xác định hệ số tự làm sạch của sông Sài Gòn.
- Tính toán mô phỏng ô nhiễm nước sông Sài Gòn theo các kịch bản khác nhau.

III.

NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 10/4/2009

IV.

NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 31/12/2009

V.

HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TSKH. BÙI TÁ LONG


Cán bộ hướng dẫn
VI.

HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ NHẬN XÉT
Cán bộ phản biện 1

Cán bộ phản biện 2

Đề cương Luận văn Cao học đã được thông qua Hội Đồng Chuyên Ngành

Ngày
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

PHÒNG CHUYÊN MÔN

tháng

năm

CHỦ NHIỆM NGÀNH

LỜI CÁM ƠN
Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn của mình, PGS.TSKH Bùi
Tá Long, người đã đặt bài toán, quan tâm giúp đỡ, đóng góp ý kiến về mặt chuyên
môn và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành Luận văn này.
Tôi xin kính gửi lời biết ơn đến tập thể các Thầy Cô Viện Môi trường và Tài
nguyên, Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh đã cho tôi kiến thức trong suốt
quá trình học vừa qua.
Tôi xin gửi lời cám ơn đến các anh chị trong phòng Tin học Môi trường, Viện
Môi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình
giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện Luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình và bạn bè, những người thân
yêu nhất đã hỗ trợ, khích lệ và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như
trong thời gian thực hiện Luận văn.
Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn.

1


TÓM TẮT LUẬN VĂN

Sông Sài Gòn trong hệ thống lưu vực sông Đồng Nai có vai trò quan trọng
trong chiến lược phát triển kinh tế- xã hội của các tỉnh/thành mà nó chảy qua. Tuy
nhiên, sự phát triển kinh tế của khu vực sẽ kéo theo sự gia tăng ô nhiễm, ảnh hưởng
đến khả năng tự làm sạch của sông. Mức độ đóng góp của các loại nguồn thải gây ô
nhiễm và trong tương lai diễn biến ô nhiễm hệ thống sông Sài Gòn phụ thuộc rất
nhiều vào khả năng tự làm sạch của sông.
Từ đó nghiên cứu khả năng tự làm sạch của sông Sài Gòn là một bài toán cần

thiết trong khuôn khổ chương trình bảo vệ môi trường lưu vực sông Đồng Nai. Đây
là đối tượng quan tâm của nhiều đề tài, dự án khoa học các cấp. Không thể phủ nhận

các kết quả đã đạt được. Tuy nhiên chưa thể nói được các nghiên cứu đó là đầy đủ.
Đây chính là lý do tác giả lựa chọn đề tài này. Trong Luận văn này trình bày một
cách tiếp cận mới so với các nghiên cứu trước đây trên cơ sở kế thừa nhiều kết quả
được thực hiện trong và ngoài nước trong lĩnh vực chuyên ngành. Kết quả nổi bật
của Luận văn là xây dựng phương pháp xác định hệ số làm sạch của sông Sài Gòn
dựa trên nền tảng ứng dụng mô hình MIKE11, kỹ thuật geoinformatics và CSDL môi
trường đặc thù.

2


SUMMARY

The Sai Gon River valley basin has an important role in strategic economicsocio development of four cities/provinces which it flows. However, the economic
development of the area will be pulling the increase of pollution, affecting the ability
to self-purification of river. Level of contribution of other sources of pollution and in
future evolutions polluted Saigon river system will be like? In the case of wastewater
was treated and has not been processed yet, self-purification ability of the river will
be like?
So that, calculations need to be predicted to give the picture of pollution,
otherwise self- purification ability of the Saigon river valley in the coming years to
take timely methods to limit and overcome. The simulation of river water pollution is
complex, it involves many complex biochemical processes, so require a strong
enough mathematical tools can help solve the requirements of all mathematics.
Because MIKE11 model has been applied relatively common, so thesis chose this
model to solve the requirements problem. The calculations predict river water quality
in three scenarios of wastewater treated and has not been processed to varying
degrees by the trend of socio-economic development to 2020.

3

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
VIẾT TẮT

THUẬT NGỮ TIẾNG VIẾT

BOD

Nhu cầu oxy sinh học

COD

Nhu cầu oxy hóa học

DO

Nhu cầu oxy hòa tan

SS

Chất lơ lửng

KCN/CCN/KCX

Khu công nghiệp/cụm công nghiệp/khu chế xuất

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TNMT

Tài nguyên môi trường

TPHCM

Thành phố Hồ Chí Minh

UBND

Ủy ban nhân dân

STT

Số thứ tự

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

CT1/2/3/4/5

Công thức thứ 1/2/3/4/5

CSDL

Cơ sở dữ liệu

4

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1-1 Diện tích các tỉnh/thành trên lưu vực sông Sài Gòn .................................. 19
Bảng 1-2 Nhiệt độ trung bình qua các trạm khí tượng thủy văn ............................... 22
Bảng 1-3 Lượng mưa trung bình của Thành phố Hồ Chí Minh năm 2008 ............... 23
Bảng 1-4 Các chi lưu chính trên sông Sài Gòn ........................................................ 24
Bảng 1-5 Dân số và mật độ dân cư trong lưu vực sông Sài Gòn năm 2009 .............. 25
Bảng 1-6 Các đơn vị hành chính trong lưu vực sông Sài Gòn .................................. 25
Bảng 1-7 Số trang trại năm 2008 phân theo ngành hoạt động và phân theo địa
phương .................................................................................................................... 27
Bảng 1-8 Giá trị sản xuất nông nghiệp theo giá ....................................................... 27
Bảng 1-9 Các KCN/CCN đang hoạt động trên địa bàn tỉnh Tây Ninh...................... 29
Bảng 1-10 Quy hoạch các KCN/CCN tỉnh Tây Ninh đến 2020 ............................... 30
Bảng 1-11 Các KCN/CCN trên địa bàn tỉnh Bình Dương ........................................ 32
Bảng 1-12 Quy hoạch các KCN/CCN tỉnh Bình Dương đến 2020 ........................... 34
Bảng 1-13 Các KCX/KCN đã đi vào hoạt động tại TPHCM.................................... 36
Bảng 1-14 Các KCN đã có chủ trương thành lập, đang triển khai tại TPHCM ......... 36
Bảng 1-15 Quy mô các KCN/KCX TPHCM tới 2025 ............................................. 37
Bảng 2-1 Hệ số tốc độ khử oxy tại các đối tượng nghiên cứu khác nhau ................. 50
Bảng 2-2 Giá trị hệ số thấm khí trong sông Ohio ..................................................... 54
Bảng 2-3 Các công thức tính hệ số thấm khí............................................................ 55
Bảng 2-4 Giá trị hệ số k1 và k2 theo nhiệt độ .......................................................... 66
Bảng 3-1 Các trạm quan trắc nước mặt và thủy văn trên sông Sài Gòn .................... 69
Bảng 3-2 Kết quả quan trắc nước cho mục đích cấp nước tháng 07/2008 ................ 69
Bảng 3-3 Kết quả quan trắc nước cho mục đích cấp nước tháng 08/2008 ................ 70
Bảng 3-4 Kết quả quan trắc nước mặt tại các trạm còn lại trên hệ thống sông Sài Gòn
vào tháng 7/2008 ..................................................................................................... 77
5

Bảng 3-5 Kết quả quan trắc nước mặt tại các trạm còn lại trên hệ thống sông Sài Gòn
vào tháng 8/2008 ..................................................................................................... 77
Bảng 3-6 Mực nước sông Sài Gòn biến động theo thời gian (đo tại trạm Phú An) ... 82
Bảng 3-7 Phân bố các KCN hiện có trên lưu vực sông Sài Gòn ....................... 84
Bảng 3-8 Phân bố các KCN hiện có trên lưu vực sông Sài Gòn ....................... 85
Bảng 3-9 Các KCN trên lưu vực sông Sài Gòn dự kiến qui hoạch đến năm2020
................................................................................................................................ 86
Bảng 3-10 Các CCN trên lưu vực sông Sài Gòn dự kiến qui hoạch đến 2020 . 86
Bảng 3-11 Đặc trưng ngành nghề sản xuất của các KCN-/CCN hiện có trên
lưu vực sông Sài Gòn ........................................................................................... 90
Bảng 3-12 Hiện trạng xử lý nước thải các KCN-KCX tại TPHCM .......................... 94
Bảng 3-13 Hiện trạng xử lý nước thải các KCN-KCX tại Bình Dương .................... 95
Bảng 3-14. Các doanh nghiệp đang xả thải vào sông Sài Gòn địa phận Tỉnh
Bình Dương ........................................................................................................... 96
Bảng 3-15 Tải lượng ô nhiễm công nghiệp ở địa bàn Tỉnh Bình Dương ................ 100
Bảng 3-16 . Tổng tải lượng ô nhiễm KCN –KCX thải vào lưu vực sông Sài
Gòn ....................................................................................................................... 101
Bảng 3-17 Tổng hợp tải lượng ô nhiễm KCN và Cơ sở sản xuất chính thải
nước thải vào lưu vực sông Sài Gòn khu vực lân cận trạm bơm .................... 102
Bảng 3-18 Ước tính lượng nước thải sinh hoạt phát sinh từ các khu dân cư thải vào
sông Sài Gòn ......................................................................................................... 103
Bảng 4-1 Vận tốc trung bình tại các mặt cắt trên lưu vực sông Sài Gòn................. 114
Bảng 4-2 Độ cao trung bình tại các mặt cắt ........................................................... 114
Bảng 4-3 Giá trị k2 theo các công thức tại các mặt cắt ........................................... 117
Bảng 4-4 Thông số chất lượng nước năm 2008 tại các nguồn thải chính trên lưu vực
sông Sải Gòn ......................................................................................................... 120
Bảng 4-5 Thông số chất lượng nước năm 2020 đạt TCVN 5945:2005 tại các nguồn
thải chính trên lưu vực sông Sải Gòn ..................................................................... 121

6


Bảng 4-6 Thông số chất lượng nước năm 2020 không đạt TCVN 5945:2005 tại các
nguồn thải chính trên lưu vực sông Sải Gòn .......................................................... 122
Bảng 4-7 Giá trị BOD theo hết quả quan trắc và tính toán dựa vào các công thức . 127
Bảng 4-8. Hệ số tự làm sạch dựa theo công thức đã nêu trên ................................ 128

7


DANH SÁCH HÌNH
Hình 1-1 Bản đồ lưu vực sông Sài Gòn ................................................................... 20
Hình 1-2 Biểu đồ biến động nhiệt độ trung bình trên lưu vực sông Sài Gòn theo thời
gian ......................................................................................................................... 22
Hình 1-3 Biểu đồ lượng mưa trung bình năm 2008 tại Tp. Hồ Chí Minh ................. 23
Hình 1-4 Biểu đồ dân số các tỉnh thành trên lưu vực sông Sài Gòn.......................... 25
Hình 1-5 Biểu đồ số trang trại năm 2008 phân theo ngành hoạt động tại các
tỉnh/thành trên lưu vực sông Sài Gòn ...................................................................... 27
Hình 1-6 Biểu đồ giá trị sản xuất nông nghiệp theo giá ........................................... 28
Hình 2-1 Cơ chế quá trình tự làm sạch của nước ..................................................... 42
Hình 2-2 Đường cong DO ....................................................................................... 44
Hình 2-3 Các yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ oxy trong nước .................................. 47
Hình 2-4 Mối quan hệ giữa chất lượng nước và các yếu tố xung quanh ................... 48
Hình 2-5 Mô hình tính toán k1 và BOD toàn phần đầu tiên bằng phương pháp ReedTheriault /[15]/ ........................................................................................................ 51
Hình 2-6 Các yếu tố ảnh hưởng đến oxy hòa tan trong nước ................................... 52
Hình 2-7 So sánh các công thức theo độ cao trung bình mực nước .......................... 59
Hình 2-8 Sự phân bố nồng độ bởi lớp màng ............................................................ 60
Hình 3-1 Bản đồ vị trí các trạm quan trắc trên lưu vực sông Sài Gòn ...................... 71
Hình 3-2 Diễn biến độ pH tại các trạm quan trắc sông Sài Gòn ............................... 72

Hình 3-3 Diễn biến nồng độ DO tại các trạm quan trắc nước mặt cho mục đích cấp
nước ........................................................................................................................ 72
Hình 3-4 Diễn biến nồng độ BOD5 tại các trạm quan trắc nước mặt cho mục đích cấp
nước ........................................................................................................................ 74
Hình 3-5 Diễn biến nồng độ COD tại các trạm quan trắc nước mặt cho mục đích cấp
nước ........................................................................................................................ 74
Hình 3-6 Mức vượt tiêu chuẩn Coliform tại các trạm quan trắc sông Sài Gòn từ năm
2007 – 2008 ............................................................................................................ 75
8


Hình 3-7 Nồng độ TSS tại các trạm quan trắc sông Sài Gòn, 2007 – 2008 .............. 76
Hình 3-8 Diễn biến nồng độ DO tại các trạm quan trắc chất lượng nước mặt cho mục
đích khác ................................................................................................................. 78
Hình 3-9 Diễn biến nồng độ COD tại các trạm quan trắc nước mặt cho mục đích khác
................................................................................................................................ 79
Hình 3-10 Diễn biến nồng độ BOD5 tại các trạm quan trắc nước mặt cho mục đích
khác ........................................................................................................................ 79
Hình 3-11 Kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè trông như chiếc ao tù nước đọng. (Ảnh chụp
tháng 9/2009) .......................................................................................................... 80
Hình 3-12 Kênh Tham Lương ô nhiễm nghiêm trọng (Ảnh chụp tháng 9/2009) ...... 80
Hình 3-13 Rác lấp đầy kênh Tàu hủ khi triều xuống (Ảnh chụp tháng 3/2009; Quỳnh
Như)........................................................................................................................ 81
Hình 3-14 Kênh Bến Nghé bị thu hẹp dòng chảy và các cửa xả bị vô hiệu hóa (Ảnh
chụp tháng 8/2009; Vinh Hải) ................................................................................. 81
Hình 3-15 Tại khu vực kênh Tân Hóa - Lò Gốm, rất nhiều hộ gia đình sử dụng
phương thức xả thẳng từ hầm cầu xuống dòng kênh (Ảnh chụp tháng ..................... 81
Hình 3-16 Kênh rạch ô nhiễm khiến những giếng nước khoan sử dụng sinh hoạt bị ô
nhiễm (Ảnh chụp 2009; V.Giang) ........................................................................... 81
Hình 3-17 Bản đồ các KCN/CCN đang hoạt động trên lưu vực sông Sài Gòn ......... 88

Hình 3-18 Bản đồ các KCN/CCN quy hoạch mới trên lưu vực sông Sài Gòn .......... 89
Hình 4-1. Sơ đồ chuyển hoá giữa các hợp phần trong các quá trình sinh học ......... 110
Hình 4-2 Các bước tiến hành tính toán trong MIKE 11 ......................................... 112
Hình 4-3 Một số vị trí mặt cắt trên sông Sài Gòn.................................................. 113
Hình 4-4 Hình dạng mặt cắt tại vị trí đầu nguồn sông Sài Gòn .............................. 113
Hình 4-5. Hệ số k1 được lựa chọn và nhập vào Mike11 ......................................... 116
Hình 4-6 Vị trí các nguồn thải chính trên lưu vực sông Sài Gòn ............................ 118
Hình 4-7 Các số liệu điều kiện biên ....................................................................... 119
Hình 4-8 Mô phỏng chất lượng nước theo module Ecolab ..................................... 119
Hình 4-9 Các thông số thủy lực ............................................................................. 120
9


Hình 4-10 Mô phỏng mực nước cao nhất trên sông Sài Gòn................................. 123
Hình 4-11 Mô phỏng lưu lượng cao nhất trên sông Sài Gòn .................................. 123
Hình 4-12 Mô phỏng độ sâu cao nhất trên sông Sài Gòn ....................................... 123
Hình 4-13 Giá trị BOD theo công thức của O'connor – Dobbins (1958) ................ 124
Hình 4-14 Giá trị BOD theo công thức của Churchill et al (1962) ......................... 125
Hình 4-15 Giá trị BOD theo công thức của Owens et al (1964) ............................. 125
Hình 4-16 Giá trị BOD theo công thức của Langbein và Durum (1967) ................ 126
Hình 4-17 Giá trị BOD theo công thức của Isaacs và Gaudy (1968) ...................... 126
Hình 4-18. So sánh độ chênh lệch giữa mô hình và số liệu quan trắc với các hệ số K2
khác nhau .............................................................................................................. 127
Hình 4-19 Mô phỏng BOD5 cực đại ứng với kịch bản 1 ........................................ 128
Hình 4-20 Mô phỏng BOD5 trung bình ứng với kịch bản 1.................................... 129
Hình 4-21 Biểu đồ diễn biến BOD5 theo thời gian tại một số mặt cắt ứng với kịch bản
1 ............................................................................................................................ 129
Hình 4-22 Mô phỏng COD cực đại ứng với kịch bản 1.......................................... 130
Hình 4-23 Mô phỏng COD trung bình ứng với kịch bản 1 ..................................... 130
Hình 4-24 Diễn biến COD theo thời gian tại một số mặt cắt ứng với kịch bản 1 .... 131

Hình 4-25 Mô phỏng BOD5 cực đại ứng với kịch bản 2 ........................................ 131
Hình 4-26 Mô phỏng BOD5 cực tiểu ứng với kịch bản 2 ....................................... 132
Hình 4-27 Mô phỏng BOD5 trung bình ứng với kịch bản 2.................................... 132
Hình 4-28 Biểu đồ diễn biến BOD5 theo thời gian tại một số mặt cắt ứng với kịch bản
2 ............................................................................................................................ 133
Hình 4-29 Mô phỏng COD cực đại ứng với kịch bản 2.......................................... 133
Hình 4-30 Mô phỏng COD cực tiểu ứng với kịch bản 2......................................... 134
Hình 4-31 Mô phỏng COD trung bình ứng với kịch bản 2 ..................................... 134
Hình 4-32 Biểu đồ diễn biến COD theo thời gian tại một số mặt cắt ứng với kịch bản
2 ............................................................................................................................ 135
10


Hình 4-33 Mô phỏng BOD5 cực đại ứng với kịch bản 3 ........................................ 135
Hình 4-34 Mô phỏng BOD5 cực tiểu ứng với kịch bản 3 ....................................... 136
Hình 4-35 Mô phỏng BOD5 trung bình ứng với kịch bản 3.................................... 136
Hình 4-36 Biểu đồ diễn biến BOD5 theo thời gian tại một số mặt cắt ứng với kịch bản
3 ............................................................................................................................ 137
Hình 4-37 Mô phỏng COD cực đại ứng với kịch bản 3.......................................... 137
Hình 4-38 Mô phỏng COD cực tiểu ứng với kịch bản 3......................................... 138
Hình 4-39 Mô phỏng COD trung bình ứng với kịch bản 3 ..................................... 138
Hình 4-40 Biểu đồ diễn biến COD theo thời gian tại một số mặt cắt ứng với kịch bản
3 ............................................................................................................................ 139

11


MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN ........................................................................................................... 1
TÓM TẮT LUẬN VĂN............................................................................................ 2

SUMMARY .............................................................................................................. 3
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................... 4
DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................... 5
DANH SÁCH HÌNH ................................................................................................. 8
MỤC LỤC .............................................................................................................. 12
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 15
1.

Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................... 15

2.

Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................ 16

3.

Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 16

4.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................... 17

5.

Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 17

CHƯƠNG I ............................................................................................................. 19
TỔNG QUAN ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ............................................................. 19

1.1. Điều kiện địa lý – tự nhiên .................................................................... 19

1.1.1. Ranh giới và diện tích lưu vực .................................................................... 19
1.1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo ........................................................................ 21
1.1.3. Đặc điểm thổ nhưỡng ................................................................................. 21
1.1.4. Đặc điểm khí hậu ........................................................................................ 21
1.1.5. Địa chất, thổ nhưỡng .................................................................................. 23
1.1.6. Mạng lưới sông rạch ................................................................................... 23
1.1.7. Dân số ......................................................................................................... 24

1.2. Các hoạt động kinh tế - xã hội chính trên lưu vực sông Sài Gòn ........... 25
1.2.1. Các đơn vị hành chính trong lưu vực sông Sài Gòn ................................... 25
1.2.2. Khái quát hiện trạng phát triển nông nghiệp .............................................. 26
1.2.3. Khái quát hiện trạng phát triển công nghiệp ............................................... 28

1.3. Vai trò của nguồn nước sông Sài Gòn đối với sự phát triển KT-XH của
các tỉnh/thành trên lưu vực sông .................................................................. 38
CHƯƠNG 2 ............................................................................................................ 41
12


CƠ SỞ LÝ LUẬN XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TỰ LÀM SẠCH CỦA KÊNH SÔNG ......... 41

2.1. Các khái niệm và định nghĩa cơ bản ...................................................... 41
2.1.1. Khả năng tự làm sạch (self – purification) trong môi trường nước ............ 41
2.1.2. Các quá trình tự làm sạch của dòng chảy tự nhiên ..................................... 44
2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của nước ........................ 45

2.2. Mối quan hệ giữa BOD - DO ................................................................ 46
2.2.1. Nhu cầu oxy sinh học – Biological oxygen demand (BOD) ...................... 47
2.2.2. Hàm lượng oxy hòa tan – Dissolved Oxygen (DO) ................................... 52
2.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hệ số loại khí và hệ số thấm khí ................... 65

CHƯƠNG III .......................................................................................................... 68
CƠ SỚ THỰC TIỄN ĐỂ XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TỰ LÀM SẠCH CỦA SÔNG SÀI
GÒN .............................................................................................................................. 68

3.1. Mô tả số liệu quan trắc chất lượng nước được sử dụng.......................... 68
3.1.1. Chất lượng nước khu vực thượng lưu và trung lưu hệ thống sông Sài Gòn
.............................................................................................................................. 69
3.1.2. Chất lượng nước tại khu vực hạ lưu lưu vực sông Sài Gòn........................ 76
3.1.3. Chất lượng nước tại kênh rạch nội thành, nội thị và ven đô ....................... 80

3.2. Mô tả số liệu nguồn thải được sử dụng.................................................. 82
3.2.1. Nguồn tự nhiên ........................................................................................... 82
3.2.2. Nguồn nhân tạo ........................................................................................... 83

CHƯƠNG IV. ....................................................................................................... 107
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................................... 107

4.1. Giới thiệu chung về MIKE 11 ............................................................. 107
4.2. Module EcoLab trong bộ chương trình MIKE..................................... 108
4.3. Xây dựng cơ sở dữ liệu cho ứng dụng Mike11 .................................... 111
4.3.1. Các bước tiến hành tính toán trên MIKE 11 ............................................. 111
4.3.2. Các tài liệu làm cơ sở tính toán ................................................................ 112
4.3.3. Mô tả kịch bản tính toán hệ số k2 ............................................................. 117

4.4. Kết quả tính toán hệ số tự làm sạch của sông Sài Gòn ......................... 122
4.5. Kết quả tính toán mô phỏng chất lượng nước sông Sài Gòn ................ 128
4.6. Đề xuất ............................................................................................... 141
4.6.1. Hạn chế ô nhiễm từ khu công nghiệp ....................................................... 141
4.6.2. Qui hoạch hệ thống thoát nước và xử lý nước thải cho các khu đô thị .... 142

13


.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 143
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 144
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 146

14


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Có thể nói nước được coi là dấu hiệu của sự sống nếu như người ta tìm thấy
nó ở bất kỳ nơi nào trong vũ trụ. Nước có vai trò vô cùng quan trọng bởi vì nước là
nhân tố quyết định sự thành công trong các chiến lược, chính sách phát triển kinh tế
xã hội cũng như sự phồn thịnh của mỗi quốc gia.
Những nền văn minh lớn của nhân loại đều khởi nguồn bên cạnh những con
sông lớn. Cư trú ven sông đã tạo thuận lợi cho việc di chuyển bằng đường thủy, phù
sa sông rạch bồi đắp quanh năm thuận lợi cho tưới tiêu ruộng đồng, hoa màu, nơi ở
thoáng mát cùng bao tiện ích của cuộc sống sinh hoạt thường nhật như: tắm giặt,
đánh bắt thủy hải sản, giao lưu trao đổi hàng hóa, buôn bán...
Nhắc đến Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam không thể không nhắc đến hệ
thống sông Đồng Nai, trong đó lưu vực sông Sài Gòn là một trong bốn tiểu lưu vực
thuộc hệ thống có liên quan mật thiết đến 4 tỉnh thành trên lưu vực: Tây Ninh, Bình
Dương, Bình Phước và Tp Hồ Chí Minh. Sông Sài Gòn không chỉ cung cấp nước cho
các hoạt động công nông nghiệp mà hiện nay nhà máy nước Tân Hiệp còn sử dụng
nguồn nước này để lọc và cung cấp nước cho hàng triệu người dân với công suất
300.000 m3/ngày.đêm.
Tuy nhiên, hệ thống sông Sài Gòn còn là nơi tiếp nhận nước thải sinh hoạt,

nước thải sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và cả chất thải đô thị với nồng độ
nhiễm bẩn cao, đe doạ nghiêm trọng đến khả năng tự làm sạch và chất lượng nguồn
nước. Có thể nói với tốc độ phát triển đô thị quá nhanh cùng với việc gia tăng các
hoạt động sản xuất thì trong tương lai gần sông Sài Gòn sẽ trở thành “dòng sông
chết”.
Đứng trước tình trạng này, nhiều giải pháp đã được đưa ra như: tăng cường
kiểm tra, xử lý các cơ sở sản xuất xả thải trực tiếp vào sông; lập thêm các trạm quan
trắc nước sông Sài Gòn như trạm Bến Súc, Thị Tính, Bến Củi; thu phí xả thải,….Tuy
nhiên hiện nay giải pháp thống nhất và hiệu quả để quản lý chất lượng nước sông Sài
Gòn vẫn chưa được các cơ quan chức năng đưa ra. Vì vậy vấn đề đặt ra là : Cơ sở
15


nào và công cụ gì góp phần quản lý chất lượng nước sông một cách có hiệu quả và
kinh tế?
Trong công tác quản lý tổng hợp nguồn nước, mô hình chất lượng nước là một
công cụ đắc lực, toàn diện và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Mô hình chất lượng
nước cung cấp các cơ sở khoa học giúp nhà quản lý đề ra các giải pháp bảo vệ và
khai thác hiệu quả nguồn nước. Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về mô hình chất
lượng nước, muốn áp dụng mô hình này tại Việt Nam phải có những nghiên cứu thực
nghiệm để hiệu chỉnh các thông số cho phù hợp, trong đó có hệ số khả năng tự làm
sạch của sông. Nhưng vấn đề hiện nay là vẫn chưa có một tiêu chuẩn phổ biến và rõ
ràng để quyết định phương pháp tính toán hệ số trên. Đây cũng chính là tính cấp thiết
của đề tài “Nghiên cứu xác định các hệ số đánh giá khả năng tự làm sạch của
sông. Áp dụng thử nghiệm trên lưu vực sông Sài Gòn”. Các kết quả của đề tài này
sẽ giúp sử dụng một cách bền vững nguồn nước sông Sài Gòn, cũng như giúp các cơ
quan chức năng tính toán, xem xét đánh giá mức độ, dự báo xu thế thay đổi chất
lượng nước sông theo xu thế phát triển kinh tế xã hội trên địa bàn Thành phố Hồ Chí
Minh.
Nghiên cứu này mặc dù chỉ thể nghiệm cho khu vực sông Sài Gòn đoạn chảy

qua nội thành thành phố Hồ Chí Minh nhưng nó có thể phát triển cho một số loại chỉ
tiêu khác cũng như hướng tới áp dụng được cho các lưu vực tương tự.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xác định cách tính hệ số tự làm sạch phù hợp với điều kiện cụ thể của sông.
Dự báo xu thế biến đổi chất lượng nước theo định hướng phát triển kinh tế xã
hội trên địa bàn lưu vực đến năm 2020. Xây dựng quy trình tính toán, dự báo chất
lượng nước cho sông Sài Gòn.
3. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu trên, luận văn sẽ thực hiện những nội dung cơ bản sau:

16


ü Tổng quan các nghiên cứu, áp dụng mô hình chất lượng nước trong công tác
quản lý chất lượng nguồn nước trên thế giới cũng như ở nước ta trong những năm
gần đây.
ü Khảo sát các chỉ tiêu chất lượng nước
ü Xác định các mặt cắt nghiên cứu (các mặt cắt ngang tại điểm thải) và các số
liệu về mặt cắt (chiều rộng, chiều sâu, diện tích mặt cắt ướt, độ dốc thủy trục…).
ü Tiến hành thu thập các số liệu vể thủy lực dòng chảy, vi sinh vật, và chất
lượng nước. Vận tốc dòng chảy và các chỉ tiêu : nhiệt độ, pH, DO, .. được xác định
trực tiếp tại hiện trường. Các chỉ tiêu BOD, COD,vi sinh vật, .. được lấy mẫu và xác
định trong phòng thí nghiệm.
ü Tiến hành quan trắc đồng thời tại các mặt cắt giới hạn của đoạn sông nghiên
cứu một cách liên tục trong một khoảng thời gian từ 13-24 giờ tương ứng với ½ - 1
chu kỳ thủy văn (chu kỳ triều).
ü Trên cơ sở các số liệu khảo sát thu thập sẽ tiến hành phân tích đánh giá hiện
trạng chất lượng nguồn nước, điều chỉnh cơ sở dữ liệu phù hợp với điều kiện cụ thể
của mỗi khúc sông đã chọn, áp dụng mô hình theo từng điều kiện cụ thể, đánh giá và
so sánh và lựa chọn nghiên cứu xây dựng mô hình khả năng tự làm sạch của sông

phù hợp cho dòng chảy sông Sài Gòn.
ü Dự báo khả năng tự làm sạch của nước theo các kịch bản khác nhau trên cơ sở
các số liệu của sự phát triển kinh tế xã hội trên địa bàn đến năm 2010. Xây dựng quy
trình tính toán, áp dụng mô hình khả năng tự làm sạch trong công tác dự báo xu thế
biến đổi chất lượng nước tại các lưu vực khác.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
ü Về địa lý : Lưu vực sông Sài Gòn
ü Về môi trường : nghiên cứu chất lượng nước sông Sài Gòn
ü Về công nghệ : Ứng dụng phần mềm MIKE 11.
5. Phương pháp nghiên cứu
17


Các phương pháp sau đây được sử dụng để thực hiện đề tài:
ü Phương pháp kế thừa : kế thừa các nghiên cứu lý thuyết, các số liệu quan trắc
chất lượng nước sông Sài Gòn, tính toán về chế độ thủy lực, dòng chảy cũng như số
liệu thống kê về sinh vật, chất lượng nước ( BOD, DO, TSS, pH, độ mặn, tổng N,
tổng P, dầu mỡ, E.coli).
ü Phương pháp phân tích thống kê : được sử dụng để phân tích, xử lý các số liệu
thu thập được.
ü Phương pháp điều tra khảo sát thực tế: xây dựng các biểu mẫu và tiến hành
điều tra khảo sát thực tế.
ü Phương pháp chuyên gia: nhằm thu thập các ý kiến của chuyên gia am hiểu về
lĩnh vực đang xem xét.
ü Phương pháp so sánh : được sử dụng trong đánh giá các kết quả nghiên cứu:
đánh giá khả năng tự làm sạch của sông ở các thời điểm khác nhau, đánh giá các hệ
số đã xác định, độ tin cậy của mô hình thiết lập…
ü Phương pháp mô hình hóa: ứng dụng mô hình mô phỏng dòng chảy và chất
lượng nước đang được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam như : Mike11 để xém xét khả
năng tự làm sạch của sông. Từ kết quả này đối chiếu so sánh với các mô hình tự làm

sạch được đề xuất trong Luận văn để đánh giá độ tin cậy của mô hình đề xuất.

18


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
1.1. Điều kiện địa lý – tự nhiên
1.1.1. Ranh giới và diện tích lưu vực
Lưu vực sông Sài Gòn được xem là một phụ lưu quan trọng nằm bên phải
sông Đồng Nai. Diện tích lưu vực sông Sài Gòn rộng khoảng 5196,99 km2 (Trong đó
phần lãnh thổ Việt Nam chiếm 4710 km2 và Campuchia chiếm 352 km2). Trên lãnh
thổ Việt Nam, lưu vực sông Sài Gòn như là một phần diện tích thuộc Tây Ninh, Bình
Dương, Bình Phước và thành phố Hồ Chí Minh.
Hệ thống sông Sài Gòn với tổng chiều dài 385,19km, bắt nguồn từ các suối
Tonle Chàm, rạch Chàm ở biên giới Việt Nam – Campuchia (địa phận huyện Lộc
Ninh – tỉnh Bình Phước) chảy vào hồ Dầu Tiếng, sau đó làm thành ranh giới tự nhiên
giữa các tỉnh Tây Ninh- Bình Dương, và Bình Dương –TP.HCM, qua trung tâm
TP.HCM rồi hợp lưu với sông Đồng Nai tại nam Cát Lái (ngã 3 Đèn Đỏ) chảy ra
sông Nhà Bè.
Về vị trí địa lý, sông Sài Gòn nằm trong khoảng từ 10040’ đến 12000’ vĩ độ
Bắc và từ 106010’ đến 106040’ kinh độ Đông.
Bảng 1-1 Diện tích các tỉnh/thành trên lưu vực sông Sài Gòn
Diện tích (km2)
4035.4

STT
01

Tỉnh / Thành phố

Tây Ninh

02

Bình Dương

2696.2

03

Bình Phước

6883.5

04

Tp. Hồ Chí Minh

2095.2

Tổng cộng

15710.3

Nguồn: Niên giám thống kê của Tây Ninh, Bình Dương, Bình Phước và Tp. Hồ Chí
Minh năm 2009

19

Hình 1-1 Bản đồ lưu vực sông Sài Gòn

20


1.1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo
Trong lưu vực có đa số các dạng địa hình chính sau:
-

Địa hình đồi gò (từ Hồ Dầu Tiếng trở lên ) , 50 – 100m, 25%;

-

Địa hình chuyển tiếp giữa vùng đồi gò và đồng bằng (từ Hồ Dầu Tiếng
đến Củ Chi), 10 – 50m, 55%;

-

Địa hình đồng bằng (từ Củ Chi đến hợp lưu sông Sài Gòn - Đồng Nai).
0.5 – 10m, 20%.

Nhìn chung địa hình tương đối bằng phẳng, ít phức tạp, độ dốc không lớn, độ
cao giảm dần từ phía Đông Bắc xuống phía Tây Nam, phổ biến là những dãy đồi phù
sa cổ nối tiếp nhau.
1.1.3. Đặc điểm thổ nhưỡng
Đất trong lưu vực này gồm 5 nhóm đất chính :
-

Đất xám

: 264208 ha (50.06%)

-

Đất đỏ vàng

: 81214 ha (17.85%)

-

Đất phèn

: 18559 ha (4.08%)

-

Đất phù sa

: 14937 ha (3.28%)

-

Đất dốc tụ

: 12131 ha (2.66%)

1.1.4. Đặc điểm khí hậu
Lưu vực sông Sài Gòn mang tính chất khí hậu của 4 tỉnh/thành phố (Tây
Ninh, Bình Dương, Bình Phước và thành phố Hồ Chí Minh). Khí hậu nhiệt đới gió
mùa, cận xích đạo. Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa bắt

đầu từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khô từ khoảng tháng 12 đến tháng 4 năm sau.

a. Nhiệt độ
Nhiệt độ trung bình qua các năm từ 27- 28oC. Nhiệt độ cao nhất vào tháng 4
(29-30oC), nhiệt độ thấp nhất trong tháng 12 (25-26oC). Nhiệt độ ít biến động qua
các tháng, nhưng sự chênh lệch nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm tương đối lớn.

21