Ứng dụng mô hình MIKE 11 mô phỏng chất lượng nước lưu vực kênh than và đề xuất xây dựng trạm thu gom, xử lý nước thải cho đô thị trung tâm vùng huyện tĩnh gia, tỉnh thanh hóa
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.03 MB, 103 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Nguyễn Quốc Trung
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC
LƯU VỰC KÊNH THAN VÀ ĐỀ XUẤT XÂY DỰNG TRẠM THU
GOM, XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO ĐÔ THỊ TRUNG TÂM VÙNG
HUYỆN TĨNH GIA, TỈNH THANH HÓA
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - Năm 2019
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Nguyễn Quốc Trung
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC
LƯU VỰC KÊNH THAN VÀ ĐỀ XUẤT XÂY DỰNG TRẠM THU
GOM, XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO ĐÔ THỊ TRUNG TÂM VÙNG
HUYỆN TĨNH GIA, TỈNH THANH HÓA
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
Mã số: 8520320.01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Trần Văn Quy
TS. Trịnh Thành
Hà Nội - Năm 2019
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành và tri ân sâu sắc tới PGS.TS. Trần
Văn Quy và TS. Trịnh Thành đã trực tiếp hướng dẫn, luôn luôn sát sao, động viên,
nhắc nhở kịp thời và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian
thực hiện nghiên cứu phục vụ cho luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới quý thầy cô bộ
môn Công nghệ môi trường nói riêng và toàn thể thầy cô Khoa Môi trường, Trường
Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội nói chung đã luôn quan tâm,
tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức bổ ích và vô cùng quý báu cho tôi
trong suốt thời gian theo học tập tại trường.
Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn các phòng, ban thuộc Ủy ban nhân dân huyện
Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa đã giúp đỡ nhiệt tình về các nguồn số liệu và các anh chị
cán bộ của Viện Nghiên cứu Biển và Hải đảo đã hỗ trợ, tạo điều kiện cho tôi trong
quá trình sử dụng phần mềm mô hình MIKE 11 để tôi có thể thuận lợi hoàn thành
luận văn của cá nhân mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Học viên
Nguyễn Quốc Trung
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 3
1.1. Sơ lược về khu vực nghiên cứu .................................................................... 3
1.1.1. Vị trí địa lý, địa hình, địa mạo ...................................................................... 3
1.1.2. Đặc điểm khí tượng, thuỷ văn ....................................................................... 4
1.1.3. Đặc điểm kinh tế xã hội ................................................................................ 5
1.2. Sơ lược về chỉ số chất lượng nước WQI ...................................................... 5
1.3. Các hệ thống thu gom và các công nghệ xử lý nước thải đô thị ................ 8
1.3.1. Các hệ thống thu gom ................................................................................... 8
1.3.2. Các phương pháp xử lý ............................................................................... 10
1.3.3. Công nghệ thu gom và xử lý nước thải tại Việt Nam.................................. 13
1.4. Các mô hình tính toán chất lượng nước .................................................... 15
1.4.1. Giới thiệu các mô hình trên thế giới và ứng dụng, nghiên cứu ở Việt
Nam
15
1.4.2. Lựa chọn mô hình tính toán, mô phỏng chất lượng nước .......................... 18
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 20
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .............................................................. 20
2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 21
2.2.1. Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu thứ cấp .......................................... 21
2.2.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa ................................................... 22
2.2.3. Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích mẫu ................................... 23
2.2.4. Phương pháp đánh giá nhanh .................................................................... 24
2.2.5. Phương pháp phân tích, so sánh và đánh giá tổng hợp ............................. 24
2.2.6. Phương pháp mô hình toán ........................................................................ 25
2.2.7. Phương pháp tần suất thống kê .................................................................. 46
i
2.2.8. Phương pháp tính toán ............................................................................... 47
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 52
3.1. Hiện trạng thoát nước và chất lượng nước khu vực nghiên cứu ............ 52
3.1.1. Hiện trạng thoát nước................................................................................. 52
3.1.2. Hiện trạng chất lượng nước lưu vực kênh Than......................................... 54
3.2. Áp dụng mô hình và kết quả ...................................................................... 54
3.2.1. Các thông tin đầu vào cho mô hình thủy lực .............................................. 54
3.2.2. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực .................................... 59
3.2.3. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình chất lượng nước kênh Than ..... 62
3.2.4. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước lưu vực kênh Than ......................... 65
3.3. Đề xuất hệ thống công nghệ thu gom và xử lý nước thải cho trung tâm
thị trấn Tĩnh Gia................................................................................................. 76
3.3.1. Sơ đồ công nghệ, thiết bị ............................................................................ 76
3.3.2. Đặc tính nước thải đầu vào và hiệu quả xử lý ............................................ 77
3.3.3. Đề xuất, lựa chọn vị trí công nghệ thu gom xử lý nước thải ...................... 78
3.3.4. Tính toán các thiết bị và công trình liên quan ............................................ 79
3.3.5. Khái toán đầu tư cho dây chuyền công nghệ lựa chọn .............................. 87
3.3.6. Chi phí vận hành, giá thành ....................................................................... 88
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................................. 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 92
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 94
ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AD
Truyền tải – Khuyếch tán (Advection Dispersion)
BOD
Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand)
COD
Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)
CSO
Giếng tách dòng (Combined Sewer Overflows)
DO
Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen)
GIS
Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System)
HD
Thủy động lực (Hydrodynamic parameters)
H
Mực nước
KB
Kịch bản
Q
Lưu lượng
QCVN Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia
F
Diện tích lưu vực (km2)
TCVN
Tiêu chuẩn Quốc gia
TN
Tổng nitơ (Total Nitrogen)
TP
Tổng phốt pho (Total Phosphorus)
TS
Tổng chất rắn (Total Solids)
TSS
Tổng chất rắn lơ lửng (Total Suspended Solids)
UBND Ủy ban nhân dân
VK
Vi khuẩn
VSV
Vi sinh vật
WQ
Chất lượng nước (Water Quality)
iii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Các phương pháp tính chỉ số WQI .............................................................7
Bảng 2.1. Mạng lưới quan trắc trong vùng và lân cận ..............................................22
Bảng 2.2. Một số các phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước ............24
Bảng 2.3. Các yếu tố đầu vào, đầu ra của mô hình MIKE 11...................................25
Bảng 2.4. Hằng số trong MIKE ECO Lab ................................................................44
Bảng 2.5. Các thông số tích hợp sẵn trong MIKE ECO Lab ....................................45
Bảng 2.6. Chất lượng nước đầu vào và quy chuẩn so sánh ......................................48
Bảng 2.7. Tính toán thoát nước theo quy hoạch phát triển kinh tế xã hội ................49
Bảng 2.8. So sánh lựa chọn công nghệ xử lý nước thải ............................................50
Bảng 3.1. Địa hình lòng dẫn lưu vực kênh Than ......................................................55
Bảng 3.2. Thống kê đánh giá sai số trận lũ kiểm định mô hình tại các vị trí đo trên
kênh Than ..................................................................................................................61
Bảng 3.3. Biên các nguồn nước thải sinh hoạt đổ vào kênh Than ............................66
Bảng 3.4. Dân số các xã Đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia theo quy hoạch ....73
Bảng 3.5. Tính toán hiệu quả nhà máy xử lý nước thải ............................................77
Bảng 3.6. Mức chịu tải của kênh Than đối với nguồn tiếp nhận không qua xử lý ...82
Bảng 3.7. Bảng thông số kích thước hồ sinh học......................................................86
Bảng 3.8. Bảng khái toán tổng mức đầu tư ...............................................................87
Bảng 3.9. Chi phí vận hành và bảo dưỡng hệ thống thu gom nước thải...................88
Bảng 3.10. Chi phí vận hành và bảo dưỡng nhà máy xử lý nước thải ......................89
iv
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ vị trí đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia .....................................3
Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống thoát nước chung với giếng tách dòng ...............................9
Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn ..............................................10
Hình 2.1. Hiện trạng tuyến kênh Than ......................................................................20
Hình 2.2. Sơ đồ các vị trí lấy mẫu quan trắc môi trường nước .................................23
Hình 2.3. Sơ đồ chuyển hóa giữa các hợp phần trong các quá trình sinh hóa ..........33
Hình 2.4. Sơ đồ Áp dụng mô hình Mike 11 tính toán diễn biến WQ .......................36
Hình 2.5. Bản đồ hiện trạng khu vực nghiên cứu .....................................................37
Hình 2.6. Sơ đồ mạng kênh Than trong giao diện MIKE 11 ....................................38
Hình 2.7. Các thành phần mô phỏng chất lượng nước kênh Than ...........................43
Hình 2.8. Mô hình WQ Level 3 được sử dụng trong tính toán chất lượng nước......44
Hình 3.1. Sơ đồ các lưu vực thoát nước trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia ................52
Hình 3.2. Sơ đồ mạng lưới kênh tiêu của lưu vực kênh Than ..................................53
Hình 3.3. Một số mặt cắt ngang điển hình của hệ thống kênh Than trong
mô
hình MIKE 11 ...........................................................................................................56
Hình 3.4. Lựa chọn thông số tính toán thủy động lực ..............................................58
Hình 3.5. Lựa chọn thông số tính toán lan truyền, khuếch tán .................................58
Hình 3.6. Kết quả hiệu chỉnh điều kiện ban đầu .......................................................59
Hình 3.7. Kết quả hiệu chỉnh hệ số nhám .................................................................60
Hình 3.8. So sánh mực nước giữa tính toán với số liệu thực đo tại Bến Ngao .........60
Hình 3.9. So sánh mực nước giữa tính toán với số liệu thực đo tại Đò Bè ..............61
Hình 3.10. So sánh chỉ tiêu DO giữa kết quả tính toán với số liệu thực đo tại các vị
trí quan trắc ...............................................................................................................63
Hình 3.11. So sánh chỉ tiêu BOD5 giữa kết quả tính toán với số liệu thực đo tại các
vị trí quan trắc ...........................................................................................................63
v
Hình 3.12. So sánh chỉ tiêu NH4+ giữa kết quả tính toán với số liệu thực đo tại các vị
trí quan trắc ...............................................................................................................64
Hình 3.13. So sánh chỉ tiêu NO3- giữa kết quả tính toán với số liệu thực đo tại các vị
trí quan trắc ...............................................................................................................64
Hình 3.14. Hàm lượng các chỉ tiêu chất lượng nước của biên dòng chảy cơ bản ....69
Hình 3.15. Diễn biến giá trị DO tại một số vị trí trên kênh Than (KB1) ..................70
Hình 3.16. Diễn biến giá trị BOD5 tại một số vị trí trên kênh Than (KB1) ..............71
Hình 3.17. Diễn biến giá trị NH4+ tại một số vị trí trên kênh Than (KB1) ...............71
Hình 3.18. Diễn biến giá trị NO3- tại một số vị trí trên kênh Than (KB1)................71
Hình 3.19. Diễn biến giá trị DO (< 3,5 mg/L) tại vị trí cống Đò Bè (KB2) .............74
Hình 3.20. Diễn biến giá trị BOD5 (dao động từ 16 - >20 mg/L) tại vị trí cống Đò
Bè (KB2) ...................................................................................................................75
Hình 3.21. Diễn biến giá trị NH4+ (theo KB2) ..........................................................76
Hình 3.22. Diễn biến giá trị NO3- (theo KB2) ..........................................................76
Hình 3.23. Sơ đồ tổ chức hệ thống thu gom nước thải .............................................77
Hình 3.24. Mặt bằng phân chia lưu vực thoát nước thải ...........................................80
Hình 3.25. Hướng tuyến thoát nước thải...................................................................81
Hình 3.26. Mặt bằng trạm xử lý nước thải ................................................................83
vi
MỞ ĐẦU
Tĩnh Gia là huyện cực nam của tỉnh Thanh Hóa, bao gồm thị trấn Tĩnh Gia
và 32 xã. Với địa hình đa dạng và cảng biển lớn đã tạo cho Tĩnh Gia tiềm năng và
lợi thế đặc biệt trong phát triển kinh tế xã hội tương đối toàn diện như phát triển du
lịch, công nghiệp và thủy, hải sản.
Đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia, với diện tích 7.718 ha bao gồm 07 xã
và 01 thị trấn: xã Hải Nhân, Ninh Hải, Hải Hòa, Hải Thanh, Bình Minh, Nguyên
Bình, Xuân Lâm và thị trấn Tĩnh Gia là đô thị hạt nhân gắn với định hướng phát
triển và mở rộng khu kinh tế Nghi Sơn cũng như huyện Tĩnh Gia, giúp toàn huyện
trở thành đô thị loại 1 trong tương lai.
Song song với những tiềm năng, triển vọng và thành tựu kinh tế đã đạt được
trong nhiều năm qua, Tĩnh Gia cũng đang đối mặt với những thách thức không nhỏ
về môi trường với nhiều hoạt động kinh tế - xã hội đồng thời phát triển như các hoạt
động công nghiệp, xây dựng hạ tầng đô thị và khu công nghiệp, phát triển mạng
lưới giao thông thủy bộ và cảng biển, nuôi trồng - đánh bắt, chế biến thủy sản, du
lịch – dịch vụ... đã làm nảy sinh nhiều vấn đề mâu thuẫn giữa các ngành kinh tế với
nhau và cùng làm gia tăng sức ép lên môi trường sinh thái và hệ tài nguyên sinh vật.
Chất lượng môi trường ở một số khu vực trọng điểm đã và đang bị tác động
mạnh trong đó cụ thể là khu vực Đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia. Hiện nay,
tình trạng ô nhiễm chất lượng nước của hệ thống kênh tiêu liên xã huyện Tĩnh Gia
đang dần trở thành vấn đề cấp bách do hệ thống hạ tầng kỹ thuật chưa được đầu tư
đồng bộ theo đúng quy hoạch. Hệ thống thoát nước thải và nước mưa đang đi
chung. Phần lớn lượng nước thải sinh hoạt và nước mặt đang thoát chung vào hệ
thống mương hở hoặc tự thấm, các hộ dân nông nghiệp hầu hết chưa có hệ thống bể
tự hoại, chủ yếu thoát theo kiểu tự tiêu gây mất vệ sinh môi trường và là mầm mống
gây bệnh tật cho con người.
Với khu vực Đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia có khoảng hơn 70.000
người, nước thải tại khu vực này được thu về các tuyến cống chung và đổ trực tiếp
ra kênh Than là kênh tiêu chính cho các xã với diện tích 6.691 ha, chiều dài
1
23,215 km đã và đang gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến cuộc sống của các
hộ dân sống hai bên tuyến kênh này.
Cho đến nay, việc đánh giá tổng thể chất lượng nước của kênh tiêu này vẫn
chưa được nghiên cứu đầy đủ, đồng thời việc ứng dụng các mô hình hiện đại để tính
toán, dự báo còn đang hạn chế. Do vậy, việc lựa chọn và thực hiện đề tài luận văn
“Ứng dụng mô hình Mike 11 mô phỏng chất lượng nước lưu vực kênh Than và
đề xuất xây dựng trạm thu gom, xử lý nước thải cho Đô thị trung tâm vùng
huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa” là cần thiết và có ý nghĩa thực tế, nhằm góp
phần phát triển một đô thị bền vững khu vực nghiên cứu nói riêng và cho cả nước
nói chung.
Mục tiêu nghiên cứu: Mô phỏng đánh giá được chất lượng nước và dự báo
được xu thế, diễn biến chất lượng nước lưu vực kênh Than theo Quy hoạch phát
triển kinh tế xã hội đến năm 2030 của khu Đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia,
tỉnh Thanh Hóa. Trên cơ sở đó đề xuất được giải pháp xây dựng hệ thống thu gom
và xử lý nước thải cho khu đô thị này theo Quy hoạch phát triển kinh tế xã hội.
Nội dung nghiên cứu bao gồm:
-
Khảo sát, đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước tại lưu vực
kênh Than vùng huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa;
-
Nghiên cứu ứng dụng mô hình số Mike 11 để đánh giá và dự báo chất lượng
nước lưu vực kênh Than khu đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia, tỉnh
Thanh Hóa;
-
Đề xuất giải pháp xây dựng trạm thu gom và xử lý nước thải đô thị cho trung
tâm vùng huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa.
2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Sơ lược về khu vực nghiên cứu
1.1.1. Vị trí địa lý, địa hình, địa mạo
Đô thị trung tâm Vùng huyện Tĩnh Gia bao gồm thị trấn Tĩnh Gia và các xã
Bình Minh, Hải Thanh, Hải Hòa, Nguyên Bình, Hải Nhân, Ninh Hải, Xuân Lâm;
phía Bắc giáp xã Định Hải (khu vực Cầu Hang); phía Nam giáp sông Bạng; phía
Đông giáp biển Đông và phía Tây giáp xã Phú Lâm (Hình 1.1).
Hình 1.1. Sơ đồ vị trí đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia
Nguồn: Báo cáo Quy hoạch chung xây dựng Đô thị Trung tâm vùng huyện Tĩnh
Gia, tỉnh Thanh Hóa đến năm 2030 tầm nhìn đến 2050, Thanh Hóa, 2015
Khu vực này có địa hình đồng bằng xen đồi núi thấp, là vùng bán sơn - địa
với cao độ trung bình (+2,50), cao trình mặt đất thay đổi từ (+0,30) đến (+2,50)
3
trong đồng lúa và từ (+2,00) đến (+4,00) trong khu dân cư và đường xá. Địa mạo có
độ dốc thoải dần từ phía đất liền ra biển [4].
1.1.2. Đặc điểm khí tượng, thuỷ văn
Khí hậu mang tính đặc trưng của khí hậu vùng đồng bằng ven biển tỉnh
Thanh Hóa, chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm và mưa nhiều.
Nhiệt độ không khí trong năm trung bình 250C, cao nhất 380C - 390C, thấp
nhất 4,10C vào tháng 12.
Độ ẩm tương đối của không khí từ 85 - 87 % và độ ẩm tuyệt đối trung bình
từ 24 - 25,4 g/m3, sự chênh lệch độ ẩm giữa các vùng không lớn. Độ ẩm thấp đi rõ
rệt vào các tháng đầu mùa hạ [4].
Gió đông bắc từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Gió Tây Nam khô nóng từ
tháng 4 đến tháng 7 làm mất thế cân bằng nước trong đất và thực vật, gây ra hạn
hán có khi rất trầm trọng. Hướng gió thịnh hành từ tháng 3 đến tháng 7 chủ yếu
Đông Nam đến Tây Nam, từ tháng 8 đến tháng 10 hướng chính là Tây và Tây Bắc,
từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau gió hướng Bắc và Đông Bắc. Tốc độ gió trung
bình khoảng 1,8 m/s, gió mạnh nhất thường là do bão gây ra đạt tới 40 m/s [4].
Mùa mưa bão thường bắt đầu từ tháng 5 và tháng 6, kết thúc vào tháng 10 và
tháng 11 trong năm. Bình quân mỗi năm có từ 3 đến 5 trận bão có nguy cơ đổ bộ
vào Thanh Hóa mà Tĩnh Gia là vùng chịu ảnh hưởng trực tiếp [4].
Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm trong khu vực khoảng 870 mm. Mùa
nóng bốc hơi nhiều hơn mùa lạnh [4].
Lượng mưa trung bình: 1920 mm, lớn nhất: 3024 mm (1994) và nhỏ nhất:
1100 mm (1957). Lượng mưa này phân bổ không đều theo tháng. Số ngày mưa
trong năm từ 125 - 135 ngày [4].
Khu vực này chịu ảnh hưởng trực tiếp của thuỷ triều, biên độ thuỷ triều lớn.
Tốc độ truyền sóng triều khi triều lên trung bình khoảng 10 km/h và khi thuỷ triều
xuống đạt hơn 10 km/h. Kênh Than không bị ảnh hưởng của thủy triều, do kênh
Than tiêu ra sông Yên và sông Bạng qua 2 cửa tiêu có nhiệm vụ ngăn mặn và giữ
ngọt là cống Bến Ngao và cống Đò Bè [4].
4
1.1.3. Đặc điểm kinh tế xã hội
Khu vực này là Trung tâm Hành chính - chính trị, kinh tế, văn hóa - xã hội
của huyện Tĩnh Gia (trong giai đoạn toàn huyện Tĩnh Gia chưa hình thành một đô
thị). Dân số hiện tại khoảng 69.557 người. Trong đó Hải Thanh là xã có mật độ dân
số và quy mô dân số tập trung cao nhất, cao hơn cả thị trấn Tĩnh Gia.
Huyện Tĩnh Gia có tỷ trọng công nghiệp - xây dựng cao hơn hẳn và tỷ trọng
nông, lâm, thủy sản thấp hơn so với toàn tỉnh. Cơ cấu nông, lâm, thuỷ sản chiếm
7,5 %; công nghiệp - xây dựng chiếm 82,5 %; dịch vụ chiếm 10 %.
Trên địa bàn có 01 trung tâm thương mại và các chợ lớn, như chợ Hải Bình,
chợ Thượng Hải - xã Hải Thanh và chợ Thị trấn. Tính đến cuối năm 2014, trên địa
bàn đã có 37 khách sạn, nhà nghỉ, đáp ứng được nhu cầu du lịch, giải trí của các du
khách thập phương, đặc biệt vào mùa du lịch (từ tháng 5 đến tháng 9 hàng năm) [5].
1.2. Sơ lược về chỉ số chất lượng nước WQI
Giới thiệu chung về WQI
Chỉ số chất lượng nước WQI (Water Quality Index) là một chỉ số tổ hợp
được tính toán từ các thông số chất lượng nuớc xác định thông qua một công thức
toán học. WQI dùng để mô tả định lượng về chất lượng nước và được biểu diễn qua
một thang điểm. Các ứng dụng chủ yếu của WQI bao gồm:
-
Phục vụ quá trình ra quyết định phân bổ tài chính và xác định các vấn đề
ưu tiên;
-
Phân vùng chất lượng nước;
-
Thực thi tiêu chuẩn qua việc đánh giá mức độ đáp ứng/không đáp ứng
của chất lượng nước đối với tiêu chuẩn hiện hành;
-
Phân tích diễn biến chất lượng nước theo không gian và thời gian;
-
Công bố thông tin cho cộng đồng;
-
Nghiên cứu khoa học (đánh giá tác động của quá trình đô thị hóa đến chất
lượng nước khu vực, đánh giá hiệu quả kiểm soát phát thải,…)
Quy trình xây dựng WQI
Hầu hết các mô hình WQI hiện nay đều được xây dựng theo 4 bước.
5
Bước 1: Lựa chọn thông số
Sự lựa chọn các thông số để tính toán WQI phụ thuộc vào mục đích sử dụng
nguồn nước và mục tiêu của WQI. Dựa vào mục đích sử dụng WQI có thể được
phân loại thành chỉ số chất lượng nước thông thường và chỉ số chất lượng nước cho
mục đích sử dụng đặc biệt.
Việc lựa chọn thông số có thể dùng phương pháp Delphi hoặc phân tích nhân
tố quan trọng. Các thông số nên được lựa chọn theo 5 chỉ thị: Hàm lượng ôxy hòa
tan (DO); phú dưỡng (NH4+, NO3-, tổng N, PO43-, tổng P, BOD5, COD, TOC); các
yếu tố ảnh hưởng tới sức khỏe (tổng Coliform, Fecal Coliform, dư lượng thuốc
bảo vệ thực vật, các kim loại nặng); đặc tính vật lý (nhiệt độ, pH, màu sắc) và chất
rắn lơ lửng (TSS), độ đục [15].
Bước 2: Chuyển đổi thông số về cùng một thang đo (tính toán chỉ số phụ)
Các thông số thường có đơn vị khác nhau và có các khoảng giá trị khác nhau.
Vì vậy cần phải chuyển các thông số về cùng một thang đo, và tạo ra một chỉ số phụ
cho mỗi thông số. Chỉ số phụ có thể được tạo ra bằng tỉ số giữa giá trị thông số và
giá trị trong quy chuẩn [15].
Bước 3: Trọng số của các thông số
Các thông số có tầm quan trọng khác nhau đối với chất lượng nước. Trọng số
có thể xác định bằng phương pháp Delphi; Phương pháp đánh giá tầm quan trọng
dựa vào mục đích sử dụng; Tầm quan trọng của các thông số đối với đời sống thủy
sinh; Tính toán trọng số dựa trên các tiêu chuẩn hiện hành; Dựa trên đặc điểm của
nguồn thải vào lưu vực và bằng các phương pháp thống kê, …[15]
Bước 4 : Tính toán chỉ số WQI cuối cùng
Một số bất cập khi tính toán chỉ số WQI cuối cùng là một chỉ số phụ thể
hiện WQ xấu nhưng có thể chỉ số cuối cùng lại thể hiện chất lượng tốt (tính che
khuất); hoặc khi WQ chấp nhận được nhưng chỉ số WQI lại thể hiện ngược lại (tính
mơ hồ); ngoài ra, một thông số có thể bổ sung vào việc đánh giá WQ nhưng lại
không được tính vào WQI do phương pháp đã được cố định (tính không mềm dẻo).
Các phương pháp thường sử dụng được thống kê trong Bảng 1.1 [15].
6
Bảng 1.1. Các phương pháp tính chỉ số WQI
TT
Phương pháp
Công thức
1
Trung bình cộng không trọng số
2
Trung bình cộng có trọng số
3
Trung bình nhân không trọng số
4
Trung bình nhân có trọng số
5
Tổng không trọng số dạng Solway
6
Tổng có trọng số dạng Solway
7
Trung bình bình phương điều hòa không
trọng số
8
Giá trị nhỏ nhất
I = Min(q 1,q2, ..qn)
9
Giá trị lớn nhất
I = Max(q 1,q2, ..qn)
Nguồn: Tổng cục Môi trường, 2010
trong đó: qi - chỉ số phụ; n - số lượng thông số chất lượng nước ; wi - trọng số
Kinh nghiệm xây dựng WQI của một số quốc gia trên Thế giới và ở Việt Nam
Từ những năm 70 đến nay, trên thế giới đã có hàng trăm công trình nghiên
cứu phát triển và áp dụng mô hình WQI cho quốc gia hay địa phương theo một
trong 3 hướng: Áp dụng một mô hình WQI có sẵn hoặc cải tiến của nước ngoài vào
quốc gia/ địa phương hoặc nghiên cứu phát triển một mô hình mới.
Ở Hoa Kỳ, WQI được xây dựng cho mỗi Bang, đa số các Bang tiếp cận theo
phương pháp của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation Foundation NSF), sau đây gọi tắt là WQI - NSF. Tại Canada, từ năm 2001 đã xây dựng WQI
theo phương pháp của Cơ quan Bảo vệ môi trường Canada (The Canadian Council
of Ministers of the Environment - CCME). Các quốc gia ở châu Âu cũng như
7
Malaysia và Ấn Độ chủ yếu áp dụng WQI - NSF (của Hoa Kỳ), tuy nhiên các thông
số và phương pháp tính chỉ số phụ được lựa chọn riêng tùy theo mục đích sử dụng .
Tại Việt Nam WQI cũng đã được triển khai chính thức. Tôn Thất Lãng và
các cộng sự (năm 2008) đã sử dụng phương pháp Delphi để lựa chọn các thông số
(BOD, tổng N, DO, SS, pH, Coliform) để tính WQI cho sông Đồng Nai và kết hợp
với phương pháp đường cong tỉ lệ để tính toán chỉ số phụ. Trên cơ sở đó đã xác
định được các thông số chất lượng nước quan trọng, xây dựng chỉ số phụ và hàm
chất lượng nước để đánh giá, phân loại chất lượng nước hệ thống sông Đồng Nai
theo chỉ số WQI cuối cùng [15].
Lê Trình và các cộng sự (năm 2008) đã áp dụng theo 2 mô hình WQI cơ bản
của Hoa Kỳ (NSF) và Ấn Độ (Bhargava) đã phân vùng được chất lượng nước theo
các chỉ số và đánh giá được khả năng sử dụng các nguồn nước sông, kênh rạch ở
vùng thành phố Hồ Chí Minh [15].
Từ năm 2011, Tổng cục môi trường, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban
hành “Sổ tay hướng dẫn tính toán chỉ số chất lượng nước” để hướng dẫn việc tính
toán chỉ số chất lượng nước từ số liệu quan trắc môi trường nước mặt lục địa.
1.3. Các hệ thống thu gom và các công nghệ xử lý nước thải đô thị
1.3.1. Các hệ thống thu gom
Hệ thống thoát nước chung
Là hệ thống trong đó tất cả mọi loại nước thải, nước mưa được thu gom trong
cùng một hệ thống. Hệ thống này có kinh phí đầu tư xây dựng thấp nhất trong các
loại hệ thống thoát nước, có thể nâng cấp thành hệ thống thoát nước riêng hoặc hệ
thống chung với giếng tách dòng. Tuy nhiên, chế độ thủy lực làm việc không ổn
định. Mùa mưa nước chảy đầy cống, có thể gây ngập, nhưng mùa khô khi chỉ có
nước thải sinh hoạt và sản xuất (lưu lượng nhỏ hơn nhiều lần so với nước mưa) thì
độ đầy và tốc độ dòng chảy nhỏ sẽ gây lắng đọng cặn, làm giảm khả năng chuyển
tải…. Ngoài ra do nước thải chảy tới trạm bơm, trạm xử lý không điều hòa về lưu
lượng và chất lượng, nên công tác điều phối trạm bơm và trạm xử lý trở nên phức
tạp, khó đạt hiệu quả mong muốn [7].
8
Hệ thống thoát nước chung với giếng tách dòng
Hệ thống thoát nước chung với giếng tách dòng (CSO) bao gồm một mạng
lưới cống thoát nước chung nhưng tại tuyến cống cuối, trước khi xả ra nguồn tiếp
nhận, xây dựng giếng tràn tách nước mưa và nước thải. Sơ đồ hệ thống được thể
hiện trên Hình 1.2.
Đối tượng thoát
CSO
Nhà máy xử
Nguồn tiếp nhận
Tuyến nước mưa, nước thải
Tuyến cống bao
Đối tượng thoát nước
lý nước thải
Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống thoát nước chung với giếng tách dòng
Hệ thống này yêu cầu hành lang để lắp đặt các tuyến cống thu gom nước
mưa, nước thải ít hơn so hệ thống riêng hoàn toàn, đồng thời dễ dàng phân đoạn đầu
tư xây dựng và đưa vào sử dụng theo thứ tự ưu tiên đối với mạng lưới cống chung
dọc theo các trục đường phố trước, các giếng tách nước mưa nước thải tại cuối các
tuyến cống chung, các tuyến cống bao, trạm bơm thu gom nước thải và nhà máy xử
lý nước thải.
Tuy nhiên, hệ thống này đòi hỏi kinh phí đầu tư xây dựng ban đầu cao, vì
phải xây dựng song song 2 hệ thống mạng lưới đồng thời. Những chỗ giao nhau của
hai mạng lưới phải xây dựng giếng tách nước mưa, thường không đạt hiệu quả
mong muốn về vệ sinh [7].
Thoát nước riêng hoàn toàn
Hệ thống này thoát nước mưa và nước thải riêng biệt, được sử dụng hầu hết
tại các khu công nghiệp tập trung, các khu dân cư mới. Sơ đồ hệ thống được thể
hiện trên Hình 1.3.
9
Tuyến nước thải
Tuyến nước mưa
Nhà máy xử
lý nước thải
Nguồn tiếp nhận
Đối tượng thoát nước
Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn
Hệ thống này yêu cầu vốn đầu tư xây dựng đợt đầu không cao, chế độ thủy
lực ổn định, công tác quản lý duy trì không phức tạp. Tuy nhiên, sẽ tồn tại đồng thời
nhiều hệ thống công trình, mạng lưới trong đô thị. Ngoài ra, cảm quan về vệ sinh
kém hơn so những hệ thống khác bởi chất bẩn trong nước mưa không được xử lý
mà xả trực tiếp vào nguồn tiếp nhận. Tổng giá thành xây dựng toàn hệ thống và chi
phí quản lý cao [7].
1.3.2. Các phương pháp xử lý
Hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam có rất nhiều các phương pháp
xử lý nước thải đô thị được áp dụng. Các phương pháp này thường bao gồm xử lý
cơ học, hóa lý, sinh học.
Phương pháp xử lý cơ học
Được sử dụng để tách các chất không hòa tan và một phần các chất ở dạng
keo ra khỏi nước thải. Phương pháp này thường là khâu xử lý sơ bộ trước khi nước
thải được đưa vào các công đoạn xử lý tiếp theo. Những công trình xử lý cơ học
bao gồm:
- Song chắn rác, lưới lọc dùng để chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn
hoặc ở dạng sợi như giấy, rau cỏ, rác…..
- Bể lắng cát để loại bỏ cát, sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước thải. Bể lắng
cát thường được đặt phía sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp. Đôi khi bể lắng cát
được đặt trước song chắn rác, tuy nhiên việc đặt sau song chắn có lợi cho việc quản lý
10
bể lắng cát hơn. Trong bể lắng cát các thành phần cần loại bỏ lắng xuống nhờ trọng
lượng bản thân của chúng.
- Sân phơi cát đặt ở gần bể lắng cát để làm khô cặn xả ra từ bể lắng cát. Kích
thước sân phơi cát được xác định với điều kiện tổng chiều cao lớp cát chọn bằng 3
đến 5 m/năm.
- Bể điều hòa được dùng để duy trì dòng thải và nồng độ các chất ô nhiễm
vào công trình, làm cho công trình làm việc ổn định, khắc phục những sự cố vận
hành do dao động về nồng độ và lưu lượng của quá trình xử lý nước thải gây ra và
nâng cao hiệu suất của quá trình xử lý sinh học. Có thể được phân làm ba loại như
sau: Điều hòa về lưu lượng; nồng độ; cả lưu lượng và nồng độ.
- Bể tách dầu mỡ thường được ứng dụng khi xử lý nước thải công nghiệp,
nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước.
- Bể lắng tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên
tắc trọng lực. Các bể lắng có thể bố trí nối tiếp nhau. Quá trình lắng tốt có thể loại
bỏ đến 90 - 95% lượng cặn có trong nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu hay sau
xử lý sinh học. Để có thể tăng cường quá trình lắng có thể thêm vào chất đông tụ
sinh học. Có các loại lắng ngang; lắng đứng và lắng li tâm.
- Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách
cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, thường làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc.
Quá trình lọc chỉ áp dụng cho các công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng và cần thu
hồi một số thành phần quí hiếm có trong nước thải. Thường có các loại như lọc qua
vách lọc; với vật liệu lọc dạng hạt; lọc chậm; lọc nhanh; cột lọc áp lực [11].
Phương pháp xử lý hóa lý
Trong dây chuyền công nghệ xử lý, công đoạn xử lý hóa lý thường được áp
dụng sau công đoạn xử lý cơ học. Phương pháp này được sử dụng để loại khỏi nước
thải các hạt lơ lửng phân tán, các chất hữu cơ và vô cơ hòa tan. Trong xử lý nước
thải sinh hoạt, phương pháp đông tụ và keo tụ được sử dụng để làm trong và khử
màu nước thải bằng cách dùng các chất keo tụ (phèn), các chất trợ keo tụ để liên kết
11
các chất rắn ở dạng lơ lửng và dạng keo có trong nước thải thành những bông có
kích thước lớn hơn [12].
Phương pháp xử lý sinh học
Thực chất của phương pháp này là dựa vào khả năng sống và hoạt động của
các vi sinh để phân huỷ - oxy hoá các chất hữu cơ ở dạng keo và hoà tan có trong
nước thải. Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ có trong nước thải làm nguồn dinh
dưỡng như: Cacbon, nitơ, photpho, kali,…vi sinh vật sử dụng vật chất này để kiến
tạo tế bào cũng như tích luỹ năng lượng cho quá trình sinh trường và phát triển
chính vì vậy sinh khối vi sinh vật không ngừng tăng lên. Thường được đặt sau khi
nước thải đã được xử lý sơ bộ qua các công trình cơ học, hóa học, hóa lý. Những
công trình xử lý sinh học bao gồm:
Các công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên
- Cánh đồng tưới, cánh đồng lọc: Việc xử lý nước thải dựa trên khả năng giữ
các cặn nước ở trên mặt đất, nước thấm qua đất như đi qua lọc. Nhờ có oxy trong lỗ
hổng và mao quản của lớp đất, các VSV hiếu khí hoạt động phân hủy các chất hữu
cơ nhiễm bẩn. Công trình là những mảnh đất được san phẳng hay tạo dốc không
đáng kể và được ngăn cách tạo thành các ô bằng các bờ đất.
- Hồ sinh học: Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất, không yêu cầu kỹ
thuật cao, vốn đầu tư ít, chi phí hoạt động thấp, quản lý đơn giản và hiệu quả cũng
khá cao. Quy trình được tóm tắt như sau: Nước thải → loại bỏ rác, cát, sỏi... → Các
ao hồ ổn định → Nước đã xử lý. Hệ thống bao gồm:
+ Hồ hiếu khí: Hồ nông 0,3 – 0,5 m có quá trình oxy hóa các chất bẩn hữu
cơ chủ yếu nhờ các vi sinh vật. Gồm 2 loại: Hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm
thoáng nhân tạo.
+ Hồ kị khí: Là loại hồ sâu, ít hoặc không có điều kiện hiếu khí. Các VSV kị
khí hoạt động, chúng sử dụng oxy từ các hợp chất như nitrat, sulfat... để oxy hóa
các chất hữu cơ; các loại rượu; khí CH4, H2S, CO2,…; khí và nước. Chiều sâu của
hồ khá lớn khoảng 2 - 6 m.
12
+ Hồ tùy nghi: Là sự kết hợp hai quá trình song song: phân hủy hiếu khí các
chất hữu cơ hòa tan có đều ở trong nước và phân hủy kị khí (chủ yếu là CH4) cặn
lắng ở vùng lắng. Ao hồ tùy nghi được chia làm ba vùng: Lớp trên là vùng hiếu khí,
vùng giữa là vùng kị khi tùy tiện và vùng phía đáy sâu là vùng kị khí. Chiều sâu của
hồ khoảng 1 - 1,5 m.
Các công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện nhân tạo
- Công trình xử lý hiếu khí nhân tạo thường gồm hai quá trình cơ bản: Quá
trình xử lý sinh trưởng lơ lửng và sinh trưởng bám dính. Các công trình tương thích
như: Aeroten bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc (vi
sinh vật bám dính), bể lọc sinh học (bể biophin), tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp
xúc quay... Do các điều kiện tạo nên bằng nhân tạo mà quá trình xử lý diễn ra nhanh
hơn, cường độ mạnh hơn. Quá trình xử lý có thể đạt được hiệu suất khử trùng
99,9 % so với các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên.
- Công trình xử lý kị khí nhân tạo: Phân hủy kị khí (Anaerobic
Descomposotion) là quá trình phân hủy chất hữu cơ thành các chất khí (CH4 và
CO2) trong điều kiện không có ôxy. Ưu điểm nổi bật của quá trình xử lý kị khí là
lượng bùn sinh ra rất thấp, vì thế chi phí cho việc xử lý bùn thấp hợn nhiều so với
các quá trình xử lý hiếu khí. Điển hình có công trình bể UASB (Upflow anaerobic
Sludge Blanket): Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân
phối đồng đều, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ
(bông bùn) và chất hữu cơ bị phân hủy. Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên
và được thu bằng các chụp thu khí để dẫn ra khỏi bể. Nước thải tiếp theo đó chuyển
đến vùng lắng của bể phân tách 2 pha lỏng và rắn. Sau đó ra khỏi bể, bùn hoạt tính
thì hoàn lưu lại vùng lớp bông bùn [11].
1.3.3. Công nghệ thu gom và xử lý nước thải tại Việt Nam
Hiện nay, hệ thống thoát nước phổ biến nhất ở các đô thị của Việt Nam là hệ
thống thoát nước chung. Phần lớn được xây dựng cách đây khoảng 100 năm, chủ
yếu để thoát nước mưa, ít khi được sửa chữa, duy tu, bảo dưỡng nên đã xuống cấp
13
nhiều. Việc xây dựng bổ sung được thực hiện một cách chắp vá, không theo quy
hoạch lâu dài, không đáp ứng được yêu cầu phát triển đô thị.
Các dự án thoát nước đô thị sử dụ Ninh Hải, Hải Hòa, Bình Minh, thị trấn Tĩnh Gia và Hải Thanh
những vị trí cuối của các kênh tiêu Cẩm Lệ, Đồng Chìa, Cầu Nhớt, Cầu Trắng có
giá trị DO từ 1,0 - 3,7 mg O2/L (Hình 3.15) thấp hơn nhiều so với mức giới hạn quy
định theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Đặc biệt giá trị BOD5 từ 16 - 20 mg O2/L
(Hình 3.16) lần lượt tại các vị trí nhập lưu với sông Yên và cầu Đò Bè điểm gần
cuối tuyến kênh Than cao hơn rất nhiều. Các giá trị NH4+, NO3- đều nằm giới hạn
cho phép.
Kết luận về mô phỏng đánh giá hiện trạng chất lượng nước lưu vực kênh Than
Về tính toán mô hình: Các kết quả tính toán nhìn chung bằng hoặc gần bằng
với giá trị giám sát chất lượng nước 4 chỉ tiêu DO, BOD5, NH4+, NO3- mà luận văn
thu thập được. Do vậy, bước đầu khẳng định mô hình đã tính toán quá trình phân
huỷ các chất ô nhiễm trên hệ thống lưu vực kênh Than là tương đối đúng với thực tế.
Do vậy có thể sử dụng bộ thông số mô hình chất lượng ứng vớỉ kịch bản mô phỏng
hiện trạng để tính toán cho kịch bản 2 dự báo chất lượng nước năm 2020 đến
năm 2030.
Chất lượng nước trên dòng chính kênh Than mùa kiệt phía thượng lưu nhìn
chung vẫn chưa bị ô nhiễm nhiều. Tuy nhiên, vùng đi qua khu vực Đô thị trung tâm
vùng huyện Tĩnh Gia và phần hạ du nơi có một số nguồn nước thải tiểu thủ công
72
nghiệp, giá trị DO < 4 mg O2/L thấp hơn nhiều QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Đặc
biệt giá trị BOD5 cao hơn khoảng 1,5 lần.
Kết quả tính toán kịch bản ô nhiễm đến năm 2020 và 2030
Theo Dự báo đến năm 2020 và 2030 lượng nước thải đô thị, tiểu thủ công
nghiệp và nông nghiệp tiếp tục gia tăng. Trong tương lai, lượng nước thải có thể
được xử lý hoặc có thể chỉ được xử lý một phần, giả thiết theo các kịch bản như
sau: Thông tin quy hoạch thoát nước khu vực huyện Tĩnh Gia giai đoạn 2020-2030
có đặc điểm dân số ước tính như trong Bảng 3.4.
Bảng 3.4. Dân số các xã Đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia theo quy hoạch
STT Khu vực thoát nước
1
2
3
4
5
Thị trấn Tĩnh Gia
Xã Hải Hòa
Xã Hải Thanh
Xã Ninh Hải
Xã Bình Minh
Dân số năm
2015 (người)
6312
8414
17327
5470
6293
Dân số năm
2020 (người)
6867
9154
18211
5749
6614
Dân số năm
2030 (người)
7471
9959
19812
6255
7196
Kịch bản lượng nước thải tăng theo quy hoạch nhưng không được xử lý (KB2)
Mục tiêu xây dụng: xác định bộ thông số chất lượng nước phù hợp nhất cho
khu vực nghiên cứu. Do hạn chế về thời gian và tài liệu chất lượng nước nên trong
nghiên cứu này tác giả chỉ tập trung vào tính toán một số chỉ tiêu chất lượng nước
cơ bản quan tâm trong kênh theo thời gian và không gian như DO, BOD5, amoni
(NH4+), nitrat (NO3-) tương ứng với các điều kiện biên thủy lực và các nguồn thải.
Dựa trên kết quả của mô hình thủy lực đã tính toán ở phần trên. Bài toán chất
lượng nước cho kênh Than được xây dựng tiếp tục như sau:
- Thiết lập các điều kiện biên về chất lượng nước và các nguồn thải đổ vào
kênh: (i) các thông số chất lượng nước tại các biên trên (các vị trí quan trắc), (ii)
thông số chất lượng nước tại các biên dưới, (iii) vị trí và nồng độ, lưu lượng các
nguồn xả thải;
- Hiệu chỉnh mô hình để xác định các thông số phù hợp;
- Sử dụng mô hình với các thông số mới được xác định để mô phỏng thủy
lực và chất lượng nước theo không gian, thời gian với các điều kiện biên thích hợp
73
Xét trường hợp mực nước tần suất 10% so với mực nước lớn và xét chất
lượng nước theo tiêu chí dùng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi cho các kết quả
như sau:
1. Giá trị DO
- Năm 2020: Kết quả tính toán và dự báo cho thấy giá trị DO trên kênh Than
có 2 đoạn kênh nhỏ hơn 3,5 mg O2/L, thuộc các khu vực Cống Đò Bè và khu vực
Cầu Đò Bè. Cụ thể, các giá trị tính toán được sau 3 ngày đầu giảm dần lần lượt là
3,4 - 1,7 - 0,05 mg O2/L. Hầu hết các khu vực khác giá trị DO ổn định và cao nằm
trong giới hạn quy định cột B1 theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Kết quả được
thể hiện trên Hình 3.19.
- Đến năm 2030, giá trị DO giảm so với năm 2020 khoảng 0,8 lần, mức độ ô
nhiễm gia tăng.
Vị trí cầu Đò Bè
Hình 3.19. Diễn biến giá trị DO (< 3,5 mg/L) tại vị trí cống Đò Bè (KB2)
2. Giá trị BOD5
- Năm 2020, BOD5 trên kênh Than có sự khác nhau về giá trị BOD5, nhưng
tất cả các khu vực đều có giá trị vượt ngưỡng, điển hình cao nhất thuộc khu vực
Cầu Đò Bè vượt gấp 1,3 lần mức cho phép theo quy chuẩn. Cụ thể, giá trị tính toán
được là 19 mg O2/L. Kết quả được thể hiện trên Hình 3.20.
- Đến năm 2030, BOD5 tăng trung bình cả đoạn kênh khoảng 1,2 lần so với
năm 2020.
74
