Nghiên cứu tính toán và ứng dụng tính tổng lượng thải tối đa (TMDL) cho lưu vực sông ở việt nam ứng dụng thử nghiệm đối với COD cho đoạn từ phủ lý đến gián khẩu thuộc lưu vực sông nhuệ đáy

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-------***-------

Nguyễn Ngọc Hƣng

NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN VÀ ỨNG DỤNG TÍNH TỔNG
LƢỢNG THẢI TỐI ĐA (TMDL) CHO LƢU VỰC SƠNG Ở
VIỆT NAM - ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM ĐỐI VỚI COD
CHO ĐOẠN TỪ PHỦ LÝ ĐẾN GIÁN KHẨU THUỘC
LƢU VỰC SÔNG NHUỆ - ĐÁY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2020


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-------***-------

Nguyễn Ngọc Hƣng

NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN VÀ ỨNG DỤNG TÍNH TỔNG
LƢỢNG THẢI TỐI ĐA (TMDL) CHO LƢU VỰC SƠNG Ở
VIỆT NAM - ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM ĐỐI VỚI COD
CHO ĐOẠN TỪ PHỦ LÝ ĐẾN GIÁN KHẨU THUỘC
LƢU VỰC SÔNG NHUỆ - ĐÁY
Chuyên ngành
Mã số

: Khoa học Môi trường
: 8440301.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

Hà Nội - 2020

TS. ĐỖ HỮU TUẤN
TS. NGUYỄN PHẠM HÀ


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên cho tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc và lời cảm ơn chân thành đến
giảng viên TS. Đỗ Hữu Tuấn, Trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội và TS.
Nguyễn Phạm Hà, Tổng Cục môi trường đã giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo tận tình
trong suốt q trình thực hiện luận văn.
Tơi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Ban Lãnh đạo và tồn thể các Thầy giáo,
Cơ giáo Khoa Mơi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội cũng như gia
đình, bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ tơi hồn thành luận văn này.
Một lần nữa tơi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội,

ngày

tháng

năm 2020

Học viên

Nguyễn Ngọc Hưng

i


MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................... iv
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. vi
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................vii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 3
1.1. Tổng quan về TMDL ....................................................................................... 3
1.1.1. Khái niệm ................................................................................................... 3
1.1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu và áp dụng TMDL tại một số nước trên
thế giới ....................................................................................................... 4
1.1.3. Các bước thực hiện TMDL ......................................................................... 8
1.2. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng TMDL tại Việt Nam ................................ 9
1.2.1. Kết quả nghiên cứu TMDL tại Việt Nam ................................................... 9
1.2.2. Thuận lợi và thách thức khi áp dụng TMDL tại Việt Nam ...................... 11
1.2.3. Đề xuất phương pháp luận xây dựng, áp dụng TMDL trong kiểm sốt
mơi trường LVS tại Việt Nam ................................................................. 12
1.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu ............................................................... 13
1.3.1. Điều kiện tự nhiên tiểu lưu vực sông Nhuệ - Đáy .................................... 13
1.3.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội tiểu lưu vực sông Nhuệ - Đáy ......................... 19
1.3.3. Hiện trạng chất lượng nước tiểu lưu vực sông Nhuệ - Đáy ..................... 20
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .... 27
2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................ 27
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 27

2.1.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 27
2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 29
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 30
2.3.1. Phương pháp thu thấp số liệu ................................................................... 30
2.3.2. Phương pháp thống kê, tổng hợp .............................................................. 30
2.3.3. Phương pháp điều tra khảo sát tại khu vực ứng dụng triển khai TMDL .. 30

ii


2.3.4. Phương pháp mơ hình ............................................................................... 31
2.3.5. Phương pháp lấy mẫu ............................................................................... 35
2.3.6. Phương pháp phân tích mẫu ..................................................................... 37
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .............................................................. 38
3.1. Kết quả điều tra khảo sát về số liệu khí tƣợng, thủy văn ........................... 38
3.2. Kết quả mơ hình chất lƣợng nƣớc tại khu vực nghiên cứu ....................... 46
3.2.1. Quan trắc chất lượng khu vực nghiên cứu................................................ 46
3.2.2. Tải lượng ô nhiễm và phân bố tải lượng ô nhiễm COD trên lưu vực sông
Nhuệ - Đáy ............................................................................................... 48
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 58
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 62

iii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BOD5

Nhu cầu Oxy sinh hóa

BTN&MT

Bộ Tài nguyên và Môi trường

BVMT

Bảo vệ môi trường

CLN

Chất lượng nước

COD

Nhu cầu Oxy hóa học

ĐMC

Đánh giá mơi trường chiến lược

ĐTM

Đánh giá tác động môi trường

IDA

Tổ chức phát triển quốc tế

IPCC

Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu

JICA

Cơ quan hợp tác quốc tế Nhật Bản

KCN

Khu công nghiệp

KCX

Khu chế xuất

KĐT

Khu đô thị

KHĐT

Kế hoạch và Đầu tư

KT-XH

Kinh tế xã hội

LA

Phân bổ tải lượng

LVS

Lưu vực sơng

MOS

Biên độ an tồn

NHTG

Ngân hàng thế giới

NSNN

Ngân sách nhà nước

STN&MT

Sở Tài nguyên và Môi trường

SUB

Khu vực nhỏ

TCMT

Tiêu chuẩn môi trường

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

iv


TMDL

Tổng tải lượng ô nhiễm tối đa hàng ngày

TN&MT

Tài nguyên và Môi trường

TN&MT

Sở Tài nguyên và Môi trường

US. EPA

Cục Bảo vệ môi trường Mỹ

USA

Hoa Kỳ

WB

Ngân hàng Thế giới

WHO

Tổ chức Y tế Thế giới

XLNT

Xử lý nước thải

XLNTTT

Xử lý nước thải tập trung

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Phân vùng mục đích sử dụng nước tại khu vực nghiên cứu ..................... 28
Bảng 2.2: Đánh giá mức độ phù hợp của mục đích sử dụng nước ........................... 29
Bảng 2.3: Các nội dung mơ hình hóa chất lượng nước cho lưu vực sông Nhuệ - Đáy.... 32
Bảng 2.4: Số lượng mặt cắt sử dụng trong mô hình MIKE 11 ................................. 34
Bảng 2.5: Dữ liệu chất lượng nước sử dụng để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình .. 36
Bảng 3.1: Danh sách các trạm khí tượng thủy văn được thu thập và tổng hợp ........ 38
Bảng 3.2: Các dữ liệu cần thu thập để tính tốn tải lượng phát thải ......................... 40
Bảng 3.3: Số liệu thống kê diện tích các loại đất ...................................................... 43
Bảng 3.5: Tải lượng theo QCVN08-MT:2015-BTNMT .......................................... 49
Bảng 3.6: Tải lượng theo QCVN08-MT:2015-BTNMT .......................................... 50
Bảng 3.7: Tải lượng ô nhiễm nguồn điểm ................................................................ 51
Bảng 3.8: Tải lượng ô nhiễm nguồn diện.................................................................. 51
Bảng 3.9: Phân bổ tải lượng nguồn điểm mức A1 .................................................... 52

Bảng 3.10: Phân bổ tải lượng nguồn diện mức A1 ................................................... 53
Bảng 3.11: Phân bổ tải lượng nguồn điểm mức A2 .................................................. 53
Bảng 3.12: Phân bổ tải lượng nguồn diện mức A2 ................................................... 54
Bảng 3.13: Phân bổ tải lượng nguồn điểm mức B1 .................................................. 54
Bảng 3.14: Phân bổ tải lượng nguồn diện mức B1 ................................................... 55
Bảng 3.15: Phân bổ tải lượng nguồn điểm mức B2 .................................................. 55
Bảng 3.16: Phân bổ tải lượng nguồn diện mức B2 ................................................... 56

vi


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Khái niệm TMDL ........................................................................................ 4
Hình 1.2. Kế hoạch thực hiện TMDL ......................................................................... 5
Hình 1.3. Bản đồ lưu vực sơng Nhuệ - Đáy .............................................................. 17
Hình 1.4. Nồng độ BOD5 tại Hà Nội ......................................................................... 20
Hình 1.5. Xu hướng lượng BOD5 tại sơng Nhuệ ...................................................... 21
Hình 1.6. COD tại sơng Nhuệ ở Nhật Tựu (Hà Nam) .............................................. 22
Hình 1.7. COD tại sông Nhuệ ở Nhật Tựu (Hà Nam) .............................................. 23
Hình 1.8. Xu hướng tại Tế Tiêu và cầu Hồng Phú ................................................... 24
Hình1.9. Xu hướng COD của sơng Đáy từ Hà Nam (giữa) đến Nam Định (hạ lưu) .... 24
Hình 1.10. Xu hướng COD tại sơng Châu Giang ..................................................... 25
Hình 2.1. Vị trí và mạng lưới trong mơ hình MIKE 11 đã xây dựng ....................... 31
Hình 2.2. Vị trí các điểm quan trắc trên sông Đáy (đoạn Phủ Lý - Gián Khẩu)....... 36
Hình 3.1. Kết quả dữ liệu khí tượng, thủy văn đầu vào mơ hình Mike 11 ............... 39
Hình 3.2. Bản đồ Hiện trạng sử dụng đất khu vực nghiên cứu ................................. 42
Hình 3.3. Hình ảnh đo đạc khảo sát trên LVS Nhuệ - Đáy....................................... 45
Hình 3.5. So sánh kết quả mơ hình chất lượng nước và kết quả quan trắc COD thực
đo tại 4 điểm quan trắc trên đoạn sông Đáy từ Phủ Lý đến Gián Khẩu ................... 46

Hình 3.6. So sánh nồng độ COD từ kết quả mơ hình và kết quả thực đo tại Đọ Xá 46
Hình 3.7. So sánh nồng độ COD từ kết quả mơ hình và kết quả thực đo tại Kiện Khê
và Thanh Tân thuộc sông Đáy từ Phủ Lý đến Gián Khẩu ........................................ 47
Hình 3.8. So sánh nồng độ COD từ kết quả mơ hình và kết quả thực đo tại Nhà Máy
Xi măng Việt Trung với điểm Trung Hiếu Hạ trên đoạn sông Đáy từ Phủ Lý đến
Gián Khẩu ................................................................................................................. 47
Hình 3.9. Đồ thị lưu lượng nước trên sơng giai đoạn 2015 - 2017, giá trị trung vị
của lưu lượng: mQ = 180,8 m3/s ............................................................................... 48
Hình 3.10. Đồ thị nồng độ hiện có COD trên sơng giai đoạn 2015 - 2017, với giá trị
trung vị: mCOD = 18.2 mg/l ..................................................................................... 49
Hình 3.11. Các kịch bản tính tốn mơ hình cho COD .............................................. 50

vii



MỞ ĐẦU
Hiện nay, chất lượng nước mặt của Việt Nam đang có chiều hướng ngày càng
bị suy thối, ơ nhiễm, cạn kiệt. Các sông hồ chảy qua các khu đô thị, khu vực sản
xuất cơng nghiệp, khai thác khống sản đều bị ô nhiễm. Chất lượng các nguồn nước
mặt đang suy giảm rõ rệt. Nhiều sông, hồ, kênh, rạch,… đang dần biến thành nơi
chứa các chất thải đô thị, chất thải công nghiệp chưa qua xử lý. Tại một số nơi, các
chất ơ nhiễm trong nước có nồng độ vượt quá quy chuẩn cho phép từ 1,5 - 3 lần.
Chất lượng nước ở cả 3 lưu vực sông Nhuệ - Đáy, sông Cầu, hệ thống sông Đồng
Nai đều bị suy giảm qua các năm. Vì vậy, giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường
nước đang là vấn đề cấp bách, khơng chỉ địi hỏi trách nhiệm của các cấp quản lý,
các doanh nghiệp mà còn là trách nhiệm của cả hệ thống chính trị và tồn xã hội.
Trong thời gian qua, cơng tác kiểm sốt, quản lý và bảo vệ môi trường
(BVMT) nước mặt luôn là một trong những nhiệm vụ trọng tâm, nhận được rất
nhiều sự quan tâm của các cấp từ Trung ương đến địa phương. Tuy nhiên, trước

những áp lực và diễn biến chất lượng môi trường nước hiện nay, công tác quản lý
môi trường nước đang đứng trước những thách thức lớn.
Thời gian gần đây, các quy chuẩn của Việt Nam về nước thải đã có sự chuyển
biến theo hướng từng bước kiểm soát cả về lượng và chất của nước thải khi xả ra
môi trường. Cụ thể, các quy chuẩn như QCVN 08-MT:2015 (áp dụng cho nước
mặt), QCVN 40:2011 (áp dụng cho nước thải công nghiệp) đã đưa ra những
quy định chi tiết hơn về mặt quản lý chất lượng nước, với các hệ số điều chỉnh xả
nước thải xét theo lưu lượng thải và theo lưu lượng hay dung tích của nguồn nước,
nơi tiếp nhận nước thải. Tuy nhiên, các quy chuẩn hiện còn dừng lại ở quy định
kiểm soát về mặt hàm lượng hay nồng độ, chưa quy định cụ thể về tải lượng ơ
nhiễm phải kiểm sốt và nhất là chưa tính toán cụ thể khả năng tiếp nhận lượng thải
tối đa cho phép của một vùng nước.
Tải lượng ô nhiễm tối đa hay Total Maximum Daily Load (TMDL) được coi
là giải pháp cơ bản cho phép theo dõi toàn diện và đồng bộ các diễn biến về khả

1


năng tự làm sạch của các nguồn tiếp nhận trong tồn vùng hoặc tồn lưu vực sơng,
từ đó làm cơ sở để phân phối, điều chỉnh cân đối các nguồn thải phù hợp với sức
chịu tải để không làm phá vỡ chất lượng nguồn nước. Theo đó, cơ quan quản lý môi
trường sẽ kịp thời phát hiện và ngăn chặn các diễn biến ô nhiễm bất lợi, thực hiện
quản lý và phân phối hạn ngạch phát thải ô nhiễm một cách hợp lý (gắn với thẩm
định và phê chuẩn đánh giá tác động môi trường dự án đầu tư), nhằm đảm bảo mục
tiêu hài hòa giữa phát triển kinh tế và BVMT.
Xét trong bối cảnh đó, nghiên cứu và xây dựng phương pháp đánh giá tải
lượng ô nhiễm tối đa mà mỗi vùng lưu vực sơng có thể tiếp nhận là cần thiết và đáp
ứng được yêu cầu cấp bách hiện nay.
Xuất phát từ thực tế như vậy đề tài “Nghiên cứu tính tốn và ứng dụng tính
Tổng lượng thải tối đa (TMDL) cho lưu vực sông ở Việt Nam, ứng dụng thử

nghiệm đối với COD cho đoạn từ Phủ Lý đến Gián Khẩu thuộc lưu vực sông
Nhuệ - Đáy” đã được lựa chọn với mong muốn xây dựng phương pháp đánh giá tải
lượng ô nhiễm tối đa mà mỗi vùng lưu vực sơng có thể tiếp nhận, góp phần nâng
cao hiệu quả bảo vệ môi trường cho các lưu vực sông ở Việt Nam.

2


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Tổng quan về TMDL
1.1.1. Khái niệm
TMDL: là việc tính tốn tổng tải lượng tối đa của chất/các chất ơ nhiễm mà
nguồn nước (waterbody) có thể tiếp nhận mà vẫn và sẽ tiếp tục đáp ứng được tiêu
chuẩn chất lượng nước đối với chất ô nhiễm đó. TMDL được tính theo cơng thức
[24]:
TMDL = ΣWLA(s) + ΣLA(s) + MOS
Trong đó:
+ WLA(s) : một phần của khả năng chịu tải của nguồn tiếp nhận phân bổ cho một
nguồn điểm sẵn có hoặc sẽ có phân bổ thải lượng từ các nguồn điểm (point source).
+ LA(s): một phần của khả năng chịu tải của nguồn tiếp nhận phân bổ cho một
nguồn diện có sẵn hoặc sẽ có hoặc cho nguồn phông tự nhiên.
+ MOS: Biên độ an tồn nhằm dành một khoản dự trữ trong tính tốn
+ Khả năng chịu tải (loading capacity) là tổng lớn nhất mà nguồn tiếp nhận có
thể nhận mà khơng thay đổi tiêu chuẩn chất lượng nước.
TMDL có thể thể hiện dưới dạng tổng trong khoảng thời gian, độ độc hoặc
dưới dạng phù hợp khác. TMDL phải được tính tốn chú ý tới thay đổi theo mùa và
biên độ an toàn, phải chú ý tới các điều kiện biên đối với dòng chảy, thải lượng và
các thơng số chất lượng nước.
Q trình tính tốn TMDL bao gồm nhiều nội dung trong đó có việc mơ tả khu

vực ơ nhiễm, xác định các nguồn thải, thiết lập mục tiêu quản lý nước (tiêu chuẩn),
tính tốn khả năng chịu tải, phân bổ thải lượng, chuẩn bị báo cáo TMDL và điều
phối các hoạt động của các bên tham gia.

3


Khái niệm TMDL

Hiện trạng CLN

Quy chuẩn chất lượng nước

Hình 1.1. Khái niệm TMDL
1.1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu và áp dụng TMDL tại một số nước trên
thế giới
1.1.2.1. TMDL tại Mỹ [4]
Chương trình TMDL là một phần quan trọng trong Luật nước sạch (Clean
Water Act's (CWA) nhằm khôi phục và bảo vệ các vùng nước quốc gia. Chương
trình này bao gồm chủ yếu hai phần. Đầu tiên, các quốc gia xác định vùng nước đang suy
yếu hoặc có nguy cơ trở nên suy yếu (bị đe dọa) về chất lượng nước và thứ hai, đối với các
vùng biển, các quốc gia tính tốn và phân bổ nhằm giảm mức giảm ô nhiễm cần thiết để
đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng nước đã được phê duyệt.
Mỹ là một trong quốc gia nghiên cứu và xây dựng văn bản quy định triển khai
TMDL từ năm 1985. Đến năm 1992, Cục bảo vệ môi trường Mỹ (US. EPA), thông
qua các điều luật mới, quy định các bang lập báo cáo 2 năm/lần về việc đánh giá các
vùng nước ô nhiễm và tính tốn TMDL để kiểm sốt ơ nhiễm. Đến năm 1999, qui
định về TMDL đề nghị được tiếp tục sửa đổi và EPA đưa ra đề xuất áp dụng giấy
phép xả thải nguồn điểm. Tháng 7/2000, qui định TMDL được ban hành với các
yêu cầu mới đối với danh sách các khu vực nước bị ơ nhiễm hoặc có nguy cơ ô

nhiễm, các yêu cầu đối với các bang…

4


Xác định mục tiêu
chất lượng nước

Chương trình
303 (đ)

Hình 1.2. Kế hoạch thực hiện TMDL
Tính đến 2016, EPA đã phê duyệt và triển khai TDML tại gần 70.000 khu vực
bị ô nhiễm trên toàn nước Mỹ.
1.1.2.2. TMDL tại Nhật Bản
Năm 1973, tổng thải lượng ô nhiễm lần đầu tiên được áp dụng tại Nhật Bản.
Năm 1978, Luật kiểm sốt ơ nhiễm nước được sửa đổi chính thức quy định hoạt
động xác định “Tổng tải lượng ô nhiễm” đưa vào áp dụng. Tiêu chuẩn quản lý tải
lượng tại Nhật Bản được tính theo công thức [18]:
L = C x Q x 10-3

5


Trong đó:
L: tải lượng ơ nhiễm được phép xả ra (kg/ ngày);
C: giá trị được quy định dựa trên ngành nghề cụ thể của doanh nghiệp;
Q: lưu lượng nước xả thải (m3/ngày).
Các chỉ tiêu quản lý trong đánh giá tổng tải lượng chất làm ô nhiễm tại Nhật
Bản là COD, tổng nitơ và tổng phốt pho. Ở Nhật Bản, tại những khu vực thực hiện

TLTĐ, các nhà máy và cơ sở kinh doanh với lượng nước thải 50m3/ngày trở lên
được xác định là đối tượng thực hiện kiểm soát tổng tải lượng. Nhật Bản sử dụng 2
phương pháp trong tính tốn xác định tổng tải lượng ơ nhiễm: “Cân bằng khối
lượng” và “Phương pháp mơ hình hóa”.
Do đặc thù về chế độ thủy văn quốc gia nên Nhật Bản tập trung vào việc quản
lý nguồn nước tiếp nhận khép kín nên phương pháp cân bằng khối lượng được sử
dụng nhiều hơn.
1.1.2.3. TMDL tại Trung Quốc [24]
Trung Quốc là một trong những quốc gia đã và đang sử dụng công cụ tính
tốn xác định tổng tải lượng ơ nhiễm trong quản lý một số lưu vực sông như sông
Hồng, sử dụng mơ hình QUAL2K để tính tốn chất lượng nước và tính tốn xác
đinh tổng tải lượng ơ nhiễm. Các thơng số môi trường COD, NH4+(N), tổng N, và
tổng P đã được lựa chọn.
Từ 1984, Luật kiểm sốt ơ nhiễm mơi trường nước đã qui định “Trong trường
hợp các tiêu chuẩn xả thải gây ô nhiễm nước đã đạt được nhưng không thể đảm bảo
đạt được các tiêu chuẩn chất lượng mơi trường nước, chính quyền nhân dân cấp tỉnh
có thể thành lập một hệ thống kiểm soát tổng lượng chất gây ô nhiễm lớn thải ra, và
xây dựng một hệ thống để xác định số lượng các chất ô nhiễm chính thải ra và tiến
hành phân bổ thải lượng cho các nguồn ô nhiễm này.”
Từ năm 2007 đến năm 2012, Trung Quốc và Liên minh châu Âu hợp tác trong
công tác quản lý tài nguyên nước và xây dựng mô hình quản lý tổng hợp chất lượng
nước tại lưu vực sơng Dương Tử và Hồng Hà. Dự án thí điểm triển khai tại lưu
vực sơng Vàng. Mơ hình gồm các bước:

6


Bước 1: Xác định, lưa chọn lưu vực sông: xác định vùng nước đang bị ô
nhiễm, và các yếu tố ảnh hưởng và thông số ô nhiễm (COD và Amoni)
Bước 2: triển khai chương trình quan trắc

Bước 3: Tính tốn phân bổ thải lượng ô nhiễm.
Bước 4: triển khai thực hiện chương trình xác định thải lượng và tiến hành
phân bổ thải lượng.
Năm 2012, một nghiên cứu và triển khai áp dụng tiếp cận TMDL tại Hồ nước
ngọt và sâu nhất Trung Quốc là hồ Fuxian với các thông số ô nhiễm COD, tổng
Nito, tổng photpho.
1.1.2.4. TMDL Thái Lan [24]
Thái Lan là một trong những quốc gia thực hiện việc xác định TLTĐ cho các
nguồn nước tiếp nhận nước thải khá sớm. Năm 2001, Thái Lan đã sử dụng phương
pháp mơ hình Streeter-Phelps để đánh giá TLTĐ sơng Prachinburi-Bangpakong dài
146km, chia thành 5 đoạn. BOD là thông số được đưa ra xem xét đánh giá.
1.1.2.5. TMDL tại Indonesia [24]
Sau nhiều năm triển khai áp dụng các cơng cụ kiểm sốt ô nhiễm tại nguồn
cũng như cấp phép xả thải cho các nhà máy, khu cơng nghiệp có lưu lượng nước
thải lớn, năm 2008, Indonesia bắt đầu nghiên cứu và triển khai áp dụng TMDL
trong kiểm soát và bảo vệ nguồn nước tại các lưu vực sông.
Từ năm 2012, Indonesia đã sử dụng cơng thức tính tốn để xác định tổng thải
lượng ô nhiễm và áp dụng TMDL trong phân bổ thải lượng. Sau khi xác định danh
mục các lưu vực sông cần được ưu tiên áp dụng triển khai TMDL, Inđonesia tiến
hành phân đoạn cho từng lưu vực sông và đưa ra mục tiêu chất lượng nước cần đạt
được theo tiêu chuẩn chất lượng nước. Đồng thời xác định thông số ơ nhiễm cần
kiểm sốt và tiến hành phân bổ.
Hiện nay, 5 lưu vực sông ở Indonesia (Musi, Citarum, Ciliwung, Brantas,
Barito) đang triển khai áp dụng TMDL cho 2 thông số BOD và COD.

7


1.1.2.6. TMDL tại Hàn Quốc [24]
Từ năm 1998, Hàn Quốc đã xây dựng và ban hành các biện pháp toàn diện

trong quản lý chất lượng nước cho 4 lưu vực sông lớn ở Hàn Quốc: Han, Nakdong,
Gum và Yeongsan trong đó có việc áp dụng TMDL. Năm 2004 đến năm 2010, triển
khai áp dụng giai đoạn 1, từ năm 2005 đến năm 2010, triển khai giai đoạn 2 thực
hiện áp dụng TMDL tại 4 lưu vực sông.
Theo quy định, Bộ Môi trường Hàn Quốc xác định mục tiêu chất lượng nước
cho từng đoạn sông, đặc biệt đối với lưu vực sông chảy qua nhiều thành phố lớn.
Người đứng đầu ủy ban tỉnh phụ trách quản lý môi trường nước xây dựng kế hoạch
tổng thể TMDL. Thị trưởng của các thành phố trên lưu vực sông và quận trưởng các
quận tại Hàn Quốc phải xây dựng kế hoạch triển khai chương trình TMDL.
Một trong những yếu tố đảm bảo hiệu quả chương trình TMDL tại Hàn Quốc
là ngăn khơng cho nước thải đổ trực tiếp vào nguồn tiếp nhận mà chảy vào vùng
đệm xung quanh hai bên bờ của lưu vực sông. Khu vực tiếp giáp với lưu vực sông
(300m đến 1km) được quy định vùng đệm ven sông. Đồng thời không cho phép các
nguồn tác động như nhà hàng, nhà máy…được phép đặt tại vùng đệm này. Chính
phủ Hàn Quốc đã chi rất nhiều tiền để mua những vùng đệm này và tiến hành
thương lượng với người dân nhằm tạo vùng đệm hoặc khu rừng đệm với hệ sinh
thái hai bên bờ sông.
1.1.3. Các bước thực hiện TMDL
Từ thực tiễn áp dụng TMDL trong quản lý môi trường LVS tại một số nước,
có thể thấy xây dựng và thực hiện, giám sát TMDL gồm các bước sau:
1. Xác định khu vực ô nhiễm cần xây dựng và thực hiện TMDL.
2. Xác định chất ô nhiễm ở khu vực nghiên cứu và mức độ ô nhiễm dựa trên
mục tiêu chất lượng nước đã được xác định (tiêu chuẩn).
3. Xác định các nguồn thải chất ô nhiễm (nguồn diện và điểm), và thải lượng.
4. Đánh giá khả năng chịu tải.

8


5. Thiết lập mục tiêu giảm thải lượng phát thải.

6. Phân bổ thải lượng cho các nguồn xả thải ( nguồn điểm và nguồn diện).
7. Đặt mức độ an toàn.
8. Xem xét các phương án theo mùa trong năm
9. Lập kế hoạch thực hiện và giám sát tình hình cải thiện chất lượng nước và
giảm thải lượng chất thải qua các đợt quan trắc
1.2. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng TMDL tại Việt Nam
1.2.1. Kết quả nghiên cứu TMDL tại Việt Nam
Tại Việt Nam, việc sử dụng các mô hình tính tốn chất lượng nước, tính tốn
khả năng chịu tại của một số sông tại Việt Nam đã được bắt đầu từ đầu những năm
90 tại một số viện nghiên cứu và trường đại học tại Việt Nam. Mô hình được dùng
phổ biến là MIKE 11 của Cơng ty DHI Đan Mạch. Ngồi ra một số mơ hình của
Cục Bảo vệ môi trường Mỹ (US EPA) cũng được sử dụng như WASP5, QUAL 2E.
Các thông số nghiên cứu chủ yếu là BOD và COD.
Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu đánh giá khả năng chịu tải và đề xuất các giải
pháp bảo vệ chất lượng nước sông Vàm Cỏ Đông, Tỉnh Long An. NCS. Nguyễn
Minh Lâm, 2013. Đã thực hiện đánh giá được tải lượng ô nhiễm với các kịch bản
khác nhau do nước thải từ các nguồn ô nhiễm như sinh hoạt, công nghiệp, nông
nghiệp hiện tại và dự báo cho năm 2020 dựa trên phương pháp mơ hình hóa bằng
phần mềm MIKE11, từ đó đánh giá được khả năng chịu tải của sông Vàm Cỏ Đông
- đoạn chảy qua huyện Bến Lức, tỉnh Long An theo các kịch bản khác nhau. Từ đó
đề xuất được các biện pháp quản lý tổng hợp và đồng bộ chất lượng nước sông Vàm
Cỏ Đông - đoạn chảy qua huyện Bến Lức, tỉnh Long An bao gồm các giải pháp
công nghệ và phi cơng trình, cơ chế quản lý sơng Vàm Cỏ Đông với công việc và
quyền hạn để thực hiện các chương trình và dự án nhằm bảo vệ chất lượng nước
sông Vàm Cỏ Đông [16].

9


Năm 2014 Trường Đại học Cần Thơ cũng đã thực hiện đề tài nghiên cứu đánh

giá khả năng chịu tải của Sông Hậu đoạn chảy qua khu công nghiệp Trà Nóc. Nội
dung chủ yếu bao gồm đánh giá hiện trạng nguồn nước của sông Hậu và các phụ
lưu, thải lượng khu cơng nghiệp Trà Nóc; tính tốn khả năng chịu tải và tự làm sạch
của đoạn sông; mô phỏng thủy lực và lan truyền ô nhiễm đối với DO và BOD (phần
mềm MIKE 11) dự báo chất lượng nước khu vực nghiên cứu đến 2020, 2030.
Đề tài cấp nhà nước KC.08.30/11-15 “Nghiên cứu xác định khả năng chịu tải
và dòng chảy tối thiểu của sông Vu Gia - Thu Bồn”: xây dựng phương pháp xác
định khả năng chịu tải và dịng chảy tối thiểu trên lưu vực sơng Vu Gia - Thu Bồn;
đánh giá đượctài nguyên nước mặt, chất lượngnướcvà các tác độngcủa điều tiết hồ
chứa đếnchế độthủy lực vùng hạ lưu; xác định nhu cầu dùng nước của các ngành
kinh tế trong lưu vực hiện tại và dự báo đếnnăm 2020, từ đó tính tốn cân bằng
nướctrong tồn lưu vực cho giai đoạn hiện tại và tương lai; xác địnhđượcvùng và thời
gian thiếu nướctrong lưu vực; xây dựng được cơ sở dữ liệu và các bản đồ số về tài
nguyên môi trường của lưu vực sông… Trên cơ sở đó, đề tài đã đề xuất các giải pháp
cơng trình và phi cơng trình nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nướctrên lưu vực.
Nghiên cứu đánh giá khả năng chịu tải của môi trường nước phục vụ quy
hoạch bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn nước lưu vực sông Nhuệ - Đáy. Trình bày cơ
sở lý thuyết đánh giá sức chịu tải ô nhiễm của môi trường nước lưu vực sơng và mơ
hình Mike 11. Tổng quan lưu vực sơng Nhuệ - Đáy. Áp dụng mơ hình để tính tốn
khả năng chịu tải lưu vực sơng Nhuệ - Đáy.
Đánh giá khả năng chịu tải các dịng sơng trên địa bàn tỉnh Bình Dương để
phục vụ cấp phép xả thải. Viện Khí tượng thủy văn, Hải văn và Mơi trường 2013.
Đánh giá khả năng chịu tải của nguồn tiếp nhận nước thải tren sông Thị Vải.
GS TS Nguyễn Tất Đắc Viện Khoa học công nghệ qui hoạch thủy lợi miền Nam.
Đánh giá khả năng chịu tải và đề xuất biện pháp quản lý bảo vệ môi trường
nước Bảo Định thuộc địa bàn tỉnh Tiền Giang đến 2017 định hướng đến 2020 do
GS Lâm Minh Triết thực hiện 2014.

10

1.2.2. Thuận lợi và thách thức khi áp dụng TMDL tại Việt Nam
+ Thuận lợi:
Hiện nay, Việt Nam đã xây dựng và ban hành nhiều văn bản pháp lý phục vụ
công tác quản lý chất lượng nước tại Lưu vực sông như Luật bảo vệ môi trường
năm 2014; Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước; Thông tư quy định về
quy trình kỹ thuật trong quan trắc mơi trường, Thông tư số 76/2017/TT-BTNMT
quy định về đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải của nguồn nước
sơng, hồ.
Đã có các nghiên cứu đầu tiên về tính tốn Tổng tải lượng ơ nhiễm. Mặc dù
hiện nay chưa có nghiên cứu cụ thể nào được cơng bố về tổng tải lượng tối đa cho
phép tại các lưu vực sông ở Việt Nam, tuy nhiên trong những năm qua, đã có một
số nghiên cứu tại một số Viện nghiên cứu, đề tài đã nghiên cứu khả năng chịu tải,
hay ngưỡng chịu tải của một số hồ hoặc đoạn sông nhỏ. Những nghiên cứu này là
những tài liệu quan trọng để nhóm tư vấn tham khảo trong q trình xây dựng
phương pháp tính tốn TLTĐ cho Việt Nam. Bên cạnh đó, những kết quả nghiên
cứu về phương pháp luận và mơ hình tính tốn TLTĐ trên thế giới cũng là tài liệu
và cơng cụ vơ cùng cần thiết giúp ích khơng nhỏ cho q trình nghiên cứu.
+ Khó khăn:
Khó khăn trong xây dựng và lựa chọn phương pháp luận phù hợp với điều
kiện của Việt Nam. Hiện nay, một trong những quốc gia thành công trong áp dụng
công cụ TMDL trong công tác quản lý chất lượng nước là Mỹ (Cục BVMT Mỹ US EPA). Tại Mỹ, phương pháp tính toán TMDL được xây dựng và áp dụng chung
cho tất cả các bang ở nước Mỹ. Quá trình nghiên cứu cho thấy, phương pháp luận
TMDL do Cục BVMT Mỹ xây dựng mang tính tối ưu và được nhiều nước trên thế
giới áp dụng. Tuy nhiên, dựa trên nguyên tắc chung đã được xây dựng, mỗi quốc
gia, căn cứ tình hình thực tế về hiện trạng chất lượng nước, đặc điểm địa hình,.. lại
xây dựng phương pháp luận/phương pháp tính tốn riêng phù hợp với đất nước
mình. Tại Việt Nam, mỗi lưu vực sông bị ô nhiễm bởi các nguồn tác động khác

11

nhau, đặc tính tự nhiên của mỗi sơng khác nhau, hiện trạng, địa hình cũng rất khác
nhau. Do vậy, để xây dựng và lựa chọn phương pháp tính tốn TMDL phù hợp
khơng phải là vấn đề đơn giản.
Chưa có qui hoạch sử dụng tài nguyên nước đối với các LVS chính do đó mâu
thuẫn trong mục đích sử dụng nước đối với từng đoạn sông trong lưu vực là phổ
biến. Cùng một đoạn nhưng có nhiều mục đích sử dụng khác nhau do các cơ quan
địa phương khác nhau qui định. Ngoài ra, mâu thuẫn giữa thượng nguồn và hạ
nguồn trong mục đích sử dụng nước. Mâu thuẫn cũng xảy ra giữa các địa phương
cũng xảy ra trong thời gian gần đây khi mỗi địa phương ưu tiên xem xét nhu cầu sử
dụng nước của mình mà khơng chú ý đến các địa phương liên quan ở thượng nguồn
và hạ nguồn. Do đó việc áp dụng các qui chuẩn theo QCVN 08-MT:2015 là khó
khăn, khơng rõ mức nào được áp dụng đúng [15].
Khó khăn trong việc lựa chọn và áp dụng mơ hình tính tốn TMDL. Hiện nay,
có rất nhiều mơ hình đã được xây dựng và áp dụng cho tính tốn TMDL như
STREETER PHELPS, QUAL, MIKE….Mỗi mơ hình lại u cầu thơng tin đầu vào
khác nhau và có những ưu điểm và hạn chế riêng, phù hợp với đặc tính của từng
đoạn sơng. Do vậy, rất khó để có thể lựa chọn ra một mơ hình có thể áp dụng chung
cho tất cả lưu vực sông. Trong khi kinh phí cho việc nghiên cứu và chạy mơ hình
tính tốn lại khơng hề nhỏ.
Khó khăn trong thu thập thơng tin đầu vào phục vụ tính tốn TMDL. Một
trong những yếu tố ảnh hưởng và tác động đến thành công và độ tin cậy của kết quả
tính tốn TMDL là thơng tin/dữ liệu đầu vào để tính tốn. Để tính tốn TMDL cần
có đầy đủ số liệu về hiện trạng chất lượng nước, thống kê nguồn thải, kết quả quan
trắc nguồn thải, đặc tính sơng ….Tuy nhiên tất cả thơng tin trên đều khơng dễ có thể
thu thập được. Thiếu dữ liệu đầu vào khơng chỉ gây khó khăn trong việc chạy mơ
hình tính tốn mà cịn ảnh hưởng đến độ tin cậy của kết quả.
1.2.3. Đề xuất phương pháp luận xây dựng, áp dụng TMDL trong kiểm sốt mơi
trường lưu vực sông tại Việt Nam

Các bước và nội dung cụ thể: Căn cứ vào kết quả nghiên cứu kinh nghiệm trong
nước và thế giới, tác giả lựa chọn để phát triển TMDL cho các lưu vực sông ở Việt
12


Nam là cách tiếp cận hướng dẫn thực hiện TMDL của Mỹ. Theo đó các nội dung tối
thiểu cần phải có của 1 TMDL được tóm tắt như sau:
1. Xác định khu vực ô nhiễm cần xây dựng và thực hiện TMDL
Phân tích mục tiêu bảo vệ chất lượng nước
2. Xác định chất ô nhiễm ở khu vực nghiên cứu và mức độ ô nhiễm dựa trên
mục tiêu chất lượng nước đã được xác định (tiêu chuẩn)
3. Đánh giá khả năng chịu tải, xác định các nguồn thải (điểm và diện) và thải lượng
4. Thiết lập mục tiêu giảm thải lượng phát thải
5. Phân bổ thải lượng cho các nguồn xả thải
6. Đặt mức độ an toàn
7. Xem xét các phương án theo mùa trong năm
8. Kế hoạch thực thi và giám sát
9. Giám sát tình hình cải thiện chất lượng nước và giảm thải lượng chất thải
qua các đợt quan trắc
10. Điều chỉnh phân bổ dựa trên kết quả giám sát, quan trắc để đạt mục tiêu
đề ra
1.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
1.3.1. Điều kiện tự nhiên tiểu lưu vực sơng Nhuệ - Đáy
a. Vị trí địa lý [2]
Sông Nhuệ tức Nhuệ Giang là một con sông nhỏ, phụ lưu của sông Đáy. Sông
dài khoảng 76 km, chảy ngoằn ngoèo gần như theo hướng bắc Tây Bắc-Nam Đông
Nam qua địa phận thành phố Hà Nội và tỉnh Hà Nam.
Điểm bắt đầu của nó là rãnh Liên Mạc (20005’27” vĩ độ Bắc, 105o46’12” kinh
độ Đông), lấy nước từ sông Hồng trong địa phận quận Bắc Từ Liêm (thành phố Hà
Nội) và điểm kết thúc của nó là cống Phủ Lý (20032’42” vĩ độ Bắc, 105o54’32 kinh

độ Đông) khi hợp lưu vào sông Đáy gần thành phố Phủ Lý (tỉnh Hà Nam). Sông
chảy qua các quận, huyện: Bắc Từ Liêm, Nam Từ Liêm, Hà Đơng, Thanh Trì,
Thanh Oai, Thường Tín, Phú Xuyên của thành phố Hà Nội; huyện Duy Tiên của
13


tỉnh Hà Nam và cuối cùng đổ vào sông Đáy ở khu vực thành phố Phủ Lý. Sông
Nhuệ lấy nước để tưới cho hệ thống thủy nơng Đan Hồi với lưu lượng khoảng
30m2/s, sơng nhuệ cịn cịn có nhiệm vụ tiêu nước cho thành phố Hà Nội, thị xã Hà
Đông rồi sau đó chảy vào sơng Đáy tại tthị xã Phủ lý.
Diện tích lưu vực của nó khoảng 1.075 km² (phần bị các đê bao bọc). Trên địa
bàn Hà Nội, sơng có chiều dài 61,5 km. Độ rộng trung bình của sông là 30 - 40 m.
Sông chảy ngoằn ngoèo theo hướng Bắc - Nam ở thượng nguồn và theo hướng
Đông Bắc - Tây Nam ở hạ và trung lưu. Lưu vực được giới hạn phía Đơng Bắc giáp
với lưu vực sơng Hồng, phía Tây giáp với lưu vực sơng Đáy, phía Nam giáp với lưu
vực sơng Châu Giang. Ngồi ra, nối sơng Đáy với sơng Nhuệ cịn có các sông nhỏ
như sông La Khê (qua quận Hà Đông), sông Tơ Lịch, sơng Vân Đình, sơng Duy
Tiên, sơng Ngoại Độ...[25].
Sơng Đáy là dịng sơng chảy suốt qua các tỉnh thành Hà Nội, Hà Nam, Ninh
Bình và Nam Định. Sơng Đáy có chiều dài khoảng 240 km và là một trong năm con
sông dài nhất ở miền Bắc Việt Nam (Hồng, Đà, Lô, Cầu, Đáy). Lưu vực sông Đáy
(cùng với phụ lưu sông Nhuệ) hơn 7.500 km² trên địa bàn các tỉnh thành Hà Nội,
Hịa Bình, Hà Nam, Ninh Bình và Nam Định.
Sơng Đáy ngồi vai trị là sơng chính của các sơng Bùi, sơng Nhuệ, sơng Bơi,
sơng Hồng Long, sơng Vạc nó cịn là một phân lưu của sơng Hồng khi nhận nước
từ sông Nam Định nối tới từ hạ lưu sơng Hồng. Trước đây sơng Đáy cịn nhận nước
của sông Hồng ở địa phận Hà Nội giữa huyện Phúc Thọ và huyện Đan Phượng.
Qng sơng này cịn có tên là sông Hát hay Hát giang. Chỗ sông Hồng tiếp nước là
Hát Môn. Song hiện nay khu vực này đã bị bồi lấp, nguồn cung cấp nước cho sông
chủ yếu ở các nhánh bên hữu ngạn chảy từ vùng núi Hịa Bình.

Ở thượng nguồn, lưu lượng của sơng bất thường nên mùa mưa thì lũ qt lại
thêm dịng sơng quanh co uốn khúc nên dễ tạo ra những ghềnh nước lớn. Đến mùa
khơ thì lịng sơng có chỗ cạn lội qua được nên thượng lưu sông Đáy thuyền bè
không dùng được. Đoạn hạ nguồn từ thị trấn Vân Đình, Ứng Hịa, Hà Nội đến cửa
Đáy được cơng nhận là tuyến đường sông cấp quốc gia.
14


Sơng Đáy khi xi đến Vân Đình thì lịng sơng rộng ra, lưu tốc chậm lại nên
có thể đi thuyền được. Khúc sông đây men đến vùng chân núi nên phong cảnh hữu
tình. Đến địa phận huyện Mỹ Đức, sơng Đáy tiếp nhận dòng suối Yến (thủy lộ
vào chùa Hương). Vượt đến tỉnh Hà Nam khi sông chảy vào thành phố Phủ Lý thì
dịng sơng Nhuệ góp nước từ phía tả ngạn. Sơng Đáy tiếp tục hành trình xi nam
đón sơng Bơi (sơng Hồng Long) bên hữu ngạn từ miền núi tỉnh Hịa Bình và Ninh
Bình dồn về tại ngã ba Gián Khẩu, cách thành phố Ninh Bình khoảng 10 km về phía
Bắc. Đoạn này sơng được gọi sơng Gián Khẩu. Qua khỏi Ninh Bình khoảng 20 km
thì bên tả ngạn có phụ lưu là sơng Đào (sơng Nam Định) thêm nước rồi tiếp tục
nhận nước sông Vạc bên hữu ngạn. Gần đến biển, sông Đáy chuyển hướng từ Tây
Bắc-Đông Nam sang Đông Bắc - Tây Nam rồi đổ ra vịnh Bắc Bộ ở Cửa Đáy, xưa
gọi là cửa Đại An hay Đại Ác thuộc huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh Bình và
huyện Nghĩa Hưng, tình Nam Định.
b. Đặc điểm tự nhiên
Lưu vực sông Nhuệ - Đáy được coi là một trong những điểm “nóng” trong vấn đề
ơ nhiễm trên các lưu vực sông ở Việt Nam. Lưu vực sông Nhuệ - Đáy bao gồm một
phần Thủ đô Hà Nội và các tỉnh Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Hịa Bình. Báo cáo
năm 2013 về tình hình triển khai các đề án bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ - Đáy
cho biết chất lượng nước của nhiều đoạn thuộc LVS Nhuệ - sông Đáy đã bị ô nhiễm tới
mức báo động, đặc biệt vào mùa khô, giá trị các thông số BOD5, COD, Coliform… tại
các điểm đo đều vượt QCVN 08-:2008/BTNMT nhiều lần [2, 14].
Đánh giá được vai trò và tầm quan trọng của công tác quản lý tổng hợp thông

tin các nguồn phát sinh nước thải đổ vào lưu vực sơng Nhuệ - sơng Đáy, Thủ tướng
chính phủ đã ra quyết định số 1435/QĐ-TTg ngày 18 tháng 8 năm 2014 về việc ban
hành Kế hoạch thực hiện Đề án tổng thể bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ sơng Đáy đến năm 2020. Trước đó, Thủ tướng đã ban hành Quyết định số 681/QĐ-TTg
ngày 03 tháng 5 năm 2013 về Đề án tổng thể bảo vệ môi trường khu vực nơng thơn đến
năm 2020, trong đó tập trung quản lý chặt chẽ các nguồn thải từ hoạt động chăn nuôi gia
súc, gia cầm, thủy sản trên lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy đến năm 2030.

15