(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình phát triển các khu công nghiệp đến chất lượng nước trong hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.64 MB, 102 trang )
LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự quan tâm
giúp đỡ tận tình, sự đóng góp q báu của nhiều cá nhân và tập thể.
Trước tiên, tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn Ban giám hiệu, Bộ mơn
Cấp thốt nước – Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, Trường Đại học Thủy lợi
Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi học tập, nghiên cứu và hồn thành
luận văn.
Đặc biệt tơi bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến TS. Đặng Minh Hải đã tận
tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ trong suốt q trình thực hiện luận văn.
Tơi xin trân trọng cảm ơn các cơ quan: Sở Kế hoạch và Đầu tư Bắc
Ninh, Sở Nông nghiệp và PTNT Bắc Ninh, Sở Tài nguyên và Môi trường Bắc
Ninh, Cục Thống kê Bắc Ninh, … đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cung cấp số
liệu, tài liệu giúp đỡ tơi hồn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới gia đình, người thân, bạn bè, đồng
nghiệp, đã quan tâm động viên, giúp đỡ tơi trong q trình thực hiện nghiên
cứu đề tài.
Mặc dù có nhiều nỗ lực, song do trình độ và thời gian có hạn nên luận
văn khơng tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy, tơi kính mong nhận được sự góp ý chỉ
bảo của các thầy cơ giáo và các bạn đồng nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 08 tháng 8 năm 2015
TÁC GIẢ LUẬN VĂN
Nguyễn Minh Phúc
LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tác
giả. Các số liệu, thơng tin trích dẫn trong luận văn là trung thực và đều
được ghi rõ nguồn gốc. Kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được
sử dụng hoặc công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Hà Nội, ngày 08 tháng 8 năm 2015
TÁC GIẢ LUẬN VĂN
Nguyễn Minh Phúc
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU..........................................................................................................1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN...........................................................................4
1.1. Tổng quan về xả nước thải của các khu công nghiệp.............................4
1.2. Tổng quan về Hệ thống Bắc Hưng Hải - Khu vực Nam Đuống...........15
1.3. Tổng quan về mơ hình SWAT...............................................................17
1.4. Các nghiên cứu đã thực hiện trên thế giới............................................ 19
1.5. Các nghiên cứu đã thực hiện ở Việt Nam............................................. 20
CHƯƠNG II. CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT.....................22
2.1. Cơ sở dữ liệu.........................................................................................22
2.2. Cơ sở lý thuyết......................................................................................22
2.1.1. Hệ thống thông tin địa lý (Georaphic information system – GIS) .
22 2.1.2. Mơ hình SWAT
..................................................................................................................
26
CHƯƠNG III. MƠ PHỎNG ẢNH HƯỞNG SỰ PHÁT TRIỂN KHU
CÔNG NGHIỆP CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG HỆ THỐNG THỦY
LỢI BẮC HƯNG HẢI - HỆ THỐNG THỦY LỢI NAM ĐUỐNG.........33
3.1. Mơ tả vùng nghiên cứu......................................................................... 33
3.1.1. Vị trí địa lý...................................................................................... 33
3.1.2. Đặc điểm địa hình...........................................................................34
3.1.3. Đặc điểm khí hậu............................................................................ 34
3.1.4. Đặc điểm thủy văn và các nguồn nước........................................ 37
3.1.5. Tình hình sử dụng đất.....................................................................40
3.1.6. Tình hình kinh tế - xã hội................................................................41
3.2. Tình hình ơ nhiễm nước trong vùng nghiên cứu...................................42
3.2.1. Tình hình xả thải của khu dân cư................................................... 42
3.2.2. Tình hình xả thải của các làng nghề.............................................. 44
3.2.3. Tình hình xả thải của các khu, cụm cơng nghiệp........................... 46
3.3. Thiết lập mơ hình..................................................................................48
3.3.1. Dữ liệu thu thập..............................................................................48
3.3.2. Tiến trình thực hiện mơ hình SWAT................................................51
3.4. Đánh giá độ nhạy ảnh hưởng đến các yếu tố gây ơ nhiễm của mơ hình
...................................................................................................................... 58
CHƯƠNG IV. GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM NƯỚC................63
4.1. Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước.........................................63
4.1.1. Đặc điểm chung..............................................................................63
4.1.2. Đề xuất công nghệ xử lý................................................................. 64
4.2. Đánh giá hiệu quả của giải pháp giảm thiểu.........................................79
KẾT LUẬN....................................................................................................82
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................84
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Tỷ lệ gia tăng nước thải từ các KCN và tỷ lệ gia tăng tổng lượng
nước thải từ các lĩnh vực trong tồn quốc.........................................................4
Hình 1.2 Ước tính tỷ lệ tổng lượng nước thải KCN của 6 vùng kinh tế...........5
Hình 1.3 Hàm lượng cặn lơ lửng (SS) trong nước thải của một số KCN miền
Trung qua các năm............................................................................................9
Hình 1.4. Hàm lượng COD trong nước thải của KCN Liên Chiểu (Đà Nẵng)
năm 2006 và 2008.............................................................................................9
Hình 1.5. Hàm lượng BOD5 trong nước thải của một số KCN năm 2008......10
Hình 1.6 Kết quả phân tích nước tại điểm xả chung của một số KCN các tỉnh
phía Nam năm 2008........................................................................................10
Hình 1.7 Hàm lượng Coliform trong nước thải một số KCN năm 2008........11
Hình 1.8 Diễn biến COD trên các sơng qua các năm......................................12
Hình 1.9 Tần suất lần đo vượt TCVN của một số thông số tại sông Đồng Nai
đoạn qua TP. Biên Hịa....................................................................................12
Hình 1.10 Hàm lượng COD trên sơng Thị Vải qua các năm..........................13
Hình 1.11 Hàm lượng NH4+ trên sơng Cầu đoạn chảy qua Thái Nguyên năm
2008.................................................................................................................14
Hình 1.12 Diễn biến DO dọc sơng Cơng qua các năm...................................14
Hình 1.13 Diến biến ơ nhiễm nước sơng Nhuệ đoạn qua Hà Đơng...............15
Hình 2.1. Quy trình ứng dụng mơ hình SWAT...............................................32
Hình 3.1 Vị trí vùng nghiên cứu.....................................................................34
Hình 3.2 Bản đổ địa hình khu vực nghiên cứu...............................................48
Hình 3.3. Bản đồ thổ nhưỡng khu vực nghiên cứu.........................................49
Hình 3.4 Bản đồ sử dụng đất vùng nghiên cứu...............................................50
Hình 3.5: Bản đồ đơn vị thủy văn lưu vực hệ thống thủy nơng Nam Đuống.
53 Hình 3.6 Diễn biến hàm lượng tổng Nitơ trong các năm nghiên cứu........56
Hình 3.7 Diễn biến hàm lượng tổng NH3 trong các năm nghiên cứu.............57
Hình 3.8 Diễn biến hàm lượng tổng NO2- trong các năm nghiên cứu............57
Hình 3.9 Các yếu tố ảnh hưởng đến Tổng N trên lưu vực I............................58
Hình 3.10 Các yếu tố ảnh hưởng đến Tổng N trên lưu vực II........................59
Hình 3.11 Các yếu tố ảnh hưởng đến Tổng N trên lưu vực III.......................59
Hình 3.12 Các yếu tố ảnh hưởng đến NH3 trên lưu vực I..............................60
Hình 3.13 Các yếu tố ảnh hưởng đến NH3 trên lưu vực II.............................60
Hình 3.14 Các yếu tố ảnh hưởng đến NH3 trên lưu vực III...........................61
Hình 3.15 Các yếu tố ảnh hưởng đến NO2 trên lưu vực I..............................61
Hình 3.16 Các yếu tố ảnh hưởng đến NO2 trên lưu vực II.............................62
Hình 3.17 Các yếu tố ảnh hưởng đến NO2 trên lưu vực III...........................62
Hình 4.1 Sơ họa vị trí đặt trạm xử lý..............................................................64
Hình 4.2 Diễn biến hàm lượng tổng Nitơ trước và sau xử lý..........................80
Hình 4.3 Diễn biến hàm lượng tổng NH3 trong các năm nghiên cứu.............81
Hình 4.4 Diễn biến hàm lượng tổng NO2- trong các năm nghiên cứu............81
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Đặc trưng thành phần nước thải của một số ngành công nghiệp
(trước xử lý)......................................................................................................5
Bảng 1.2. Ước tính tổng lượng nước thải và thải lượng các chất ô nhiễm trong
nước thải từ các KCN thuộc các tỉnh của 4 vùng KTTĐ năm 2009.................6
Bảng 3.1. Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng tại các trạm ở Bắc Ninh và
vùng phụ cận...................................................................................................35
Bảng 3.2. Độ ẩm khơng khí trung bình tháng tại các trạm ở Bắc Ninh và
vùng phụ cận...................................................................................................35
Bảng 3.3. Tổng lượng bốc hơi trung bình tháng tại các trạm ở Bắc Ninh và
vùng phụ cận...................................................................................................36
Bảng 3.4. Mưa trung bình tháng tại các trạm ở Bắc Ninh và vùng phụ cận...36
Bảng 3.5.Mạng lưới trạm quan trắc các yếu tố khí tượng...............................39
Bảng 3.6. Mạng lưới trạm quan trắc các yếu tố thuỷ văn...............................40
Bảng 3.7. Hiện trạng sử dụng đất Tỉnh Bắc Ninh...........................................41
Bảng 3.8. Lao động xã hội phân theo ngành kinh tế.......................................42
Bảng 3.9.Thống kê các huyện, xã có sơng đi qua...........................................43
Bảng 3.10:Tình hình xả thải của các làng nghề khu và cụm công nghiệp chủ
yếu...................................................................................................................47
Biểu đồ 3.1. Lưu lượng nước mưa..................................................................54
Biểu đồ 3.2. Diễn biến nước thải tại Khu vực 1..............................................54
Biểu đồ 3.3. Diễn biến nước thải tại Khu vực II.............................................55
Biểu đồ 3.4. Diễn biến nước thải tại Khu vực III............................................55
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ARS
: Agricultural Research Service
CREAMS : Chemicals, Runoff, and Erosion from Agricultural Management
Systems
DEM
: Digital Elevation
Model DO : Dissolved Oxygen
FAO
: Food and Agriculture Organization
GIS
: Geographic Information System
GLCC
: Global Land Cover Chacterization
GLEAMS :Groundwater Loading Effects on Agricultural Management
Systems
HRU
: Hydrostatic Release
Unit LULC : landuse and landcover
MUSLE
: Modified Universal Soil Loss Equation
MWSWAT : Map Window Soil and Water Assessment Tool
NEXRAD : Next-Generation Radar
QCVN 08:2008/BTNMT: Quy chuẩn Việt Nam năm 2008 của Bộ Tài
Nguyên và Môi Trường
SQL
: Structure Query Language
SRTM
: Shuttle Radar Topographic Mission
SWAT
: Soil and Water Assessment Tool
SWRRB
: Simulator for Water Resources in Rural Basins
TP
: Total Phospho
UBND
: Ủy Ban Nhân Dân
USDA
: United States Department of
Agriculture USGS : United States Geological Survey
UTM
: The Universal Transverse Mercator
9
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Chất lượng nước đóng một vai trị quan cực kỳ trọng trong việc sinh
trưởng và phát triển của cây lúa. Tuy nhiên, chất lượng nước hiện tại của các
hệ thống thuỷ nông nước ta đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. Nguyên nhân của
hiện tượng này là do quá trình xả nước thải khơng kiểm sốt từ các khu cơng
nghiệp, các đơ thị và lượng nước hồi quy giàu dinh dưỡng vào kênh tưới tiêu
kết hợp. Vấn đề trên đã được các cơ quan quản lý nhận ra nhưng giải pháp để
giảm thiểu vẫn đang trong quá trình tìm kiếm.
Hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải- Khu vực Nam Đuống, bao gồm đất
đai của 3 huyện Thuận Thành, Lương Tài và Gia Bình. Diện tích đất tự nhiên
tồn hệ thống 32.472,0 ha, diện tích đất nơng nghiệp 20.604,6 ha, diện tích
đất lúa màu 16.727,3 ha.
Về tưới: Nguồn nước tưới chủ yếu do trạm bơm Như Quỳnh cung cấp,
lấy từ sông Hồng qua cống Xuân Quan thông qua kênh Bắc và kênh Giữa.
Nhưng hiện nay tại một số khu vực cuối của hai tuyến kênh này thường xuyên
xảy ra tình trạng thiếu nước. Vì vậy, đó phải bổ sung một số trạm bơm khai
thác nước mặt tại các sông Đuống, sông Dâu - Lang Tài , sông Đông Côi Ngụ, sông Đồng Khởi, sông Bùi để cấp nước bổ sung cho các khu vực thiếu
nước nói trên. Cụ thể: sơng Đuống có 2 trạm bơm tưới cho 3.150 ha, sông
Dâu - Lang Tài có 5 trạm bơm tưới cho 1.297 ha, sơng Đơng Cơi - Ngụ có 4
trạm bơm tưới cho 550 ha, sơng Đồng Khởi có 2 trạm bơm tưới cho 313 ha,
sơng Bùi có 2 trạm bơm tưới cho 1.758 ha và khoảng 52 trạm bơm cấp xã
quản lý tưới cho phần diện tích cịn lại
Về tiêu: Hệ thống Bắc Hưng Hải - Khu vực Nam Đuống được tiêu chủ
yếu ra sơng Thái Bình qua hai trạm bơm: Kênh Vàng 2, Văn Thai. Tổng diện
tích tiêu ra sơng Thái Bình là 15.360 ha. Tiêu ra sơng Đuống có trạm bơm
Đại Đồng Thành tiêu cho 1.618 ha. Tiêu ra sơng Bùi có trạm bơm Ngọc
Quan, Minh Tâm tiêu cho 1.165 ha. Tiêu ra sông Dâu - Lang Tài có trạm bơm
Nghĩa Đạo, Nguyệt Đức tiêu cho 1.665 ha. Tiêu ra sông Đông Côi - Ngụ có
trạm bơm Kênh Vàng I, trạm bơm sơng Khoai, trạm bơm Mão Điền tiêu cho
diện tích 1.705 ha. Tiêu ra sơng Đồng Khởi có trạm bơm Văn Dương 1+2,
trạm bơm Ấp Dừa tiêu cho 316 ha và khoảng 40 trạm bơm do các xã quản lý
tiêu cho phần diện tích cịn lại.
Trong Khu vực Nam Đuống thuộc hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải
theo Báo cáo điều tra đánh giá tài nguyên nước mặt của tỉnh Bắc Ninh năm
2006 thì đa số các khu cơng nghiệp trong q trình trình hồ sơ phê duyệt đều
có báo cáo đánh giá tác động môi trường và hệ thống xử lý môi trường đạt
tiêu chuẩn cho phép nhưng khi hoạt động thì hệ thống xử lý môi trường
không được xây dựng, hoặc nếu có thì cơng nghệ xử lý cũng rất sơ bộ. Lượng
nước thải của các khu công nghiệp hầu hết được xả ra hệ thống kênh tưới, tiêu
thuỷ lợi.
Xuất phát từ những điều trên, đề tài luận văn của em là: “Nghiên cứu
ảnh hưởng của quá trình phát triển các khu công nghiệp đến chất lượng
nước trong hệ thống thuỷ nơng Bắc Hưng Hải”
2. Mục đích của đề tài
Làm sáng tỏ cơ chế ảnh hưởng của xả nước thải từ các khu công nghiệp
đến chất lượng nước trong hệ thống Bắc Hưng Hải – Vùng Nam Đuống;
Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm chất lượng nước trong hệ thống
Bắc Hưng Hải – Vùng Nam Đuống.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu: Chất lượng nước từ các khu công nghiệp; chất
lượng nước trong hệ thống Bắc Hưng Hải – Vùng Nam Đuống.
Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu diễn biến chất lượng nước trong hệ
thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải – Vùng Nam Đuống từ năm 2000 đến 2013.
4. Kết quả dự kiến đạt được:
Phân tích kết quả quan trắc chất lượng nước trong hệ thống thuỷ lợi
BHH từ năm 2000 đến 2013;
Phân tích cơ chế ảnh hưởng của xả nước thải từ các khu công nghiệp
đến chất lượng nước trong hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải – Vùng Nam
Đuống bằng sử dụng mơ hình số;
Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước trong hệ thống thuỷ lợi
BHH và sử dụng mơ hình số đề đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về xả nước thải của các khu công nghiệp
Nước thải từ Khu công nghiệp (KCN) có thành phần đa dạng, chủ yếu
là các chất lơ lửng, chất hữu cơ, dầu mỡ và một số kim loại nặng. Khoảng
70% trong số hơn 1 triệu m 3 nước thải/ngày từ các KCN được xả thẳng ra các
nguồn tiếp nhận không qua xử lý đã gây ra ô nhiễm môi trường nước mặt.
Chất lượng nước mặt tại những vùng chịu tác động của nguồn thải từ các
KCN đã suy thối, đặc biệt các lưu vực sơng: Đồng Nai, Cầu và Nhuệ-Đáy.
Trong giai đoạn phát triển hiện nay, sự phát triển của KCN đã tạo sức
ép không nhỏ đối với môi trường. Với đặc thù là nơi tập trung các cơ sở công
nghiệp thuộc các ngành nghề, lĩnh vực khác nhau, nếu công tác bảo vệ môi
trường không được đầu tư đúng mức thì chính các KCN trở thành nguồn nước
thải ra môi trường một lượng lớn các chất thải gây ô nhiễm môi trường, ảnh
hưởng đến sức khỏe, cuộc sống của cộng đồng xung quanh và tác động xấu
lên hệ sinh thái nông nghiệp và thủy sinh.
1.1.1. Ô nhiễm nước mặt do nước thải khu công nghiệp
a. Đặc trưng nước thải khu công nghiệp
Sự gia tăng nước thải từ các KCN trong những năm gần đây là rất lớn.
Tốc độ gia tăng này cao hơn nhiều sơ với sự gia tăng tổng lượng nước thải từ
các lĩnh vực trong tồn quốc (Hình 1.1)
180%
160%
gia tăng nước thải
KCN
gia tăng tổng lượng nước thải tồn quốc
140%
120%
100%
2006
2007
2008
Hình 1.1 Tỷ lệ gia tăng nước thải từ các KCN và tỷ lệ gia tăng tổng lượng
nước thải từ các lĩnh vực trong toàn quốc
Lượng nước thải từ các KCN phát sinh lớn nhất ở khu vực Đông Nam
Bộ, chiếm 49% tổng lượng nước thải các KCN và thấp nhất ở vùng Tây
Nguyên – 2% (Hình 1.2)
Đồng bằng sơng Hồng
8%
Trung du miền núi phía Bắc
Bắc trung bộ và duyên hải miền trung
26%
2%
49%
Tây Nguyên
Đông Nam Bộ
13%
Đơng bằng sơng Cửu
Long
2%
Hình 1.2 Ước tính tỷ lệ tổng lượng nước thải KCN của 6 vùng kinh tế
Thành phần nước thải các KCN phụ thuộc vào ngành nghề của các cơ
sở sản xuất trong KCN (Bảng 1.1).
Bảng 1.1 Đặc trưng thành phần nước thải của một số ngành công nghiệp
(trước xử lý)
Ngành cơng nghiệp Chât ơ nhiễm chính Chất ô nhiễm phụ
Chế biến đồ hộp, thủy
sản, rau quả, đông lạnh
Chế biến nước uống có
cồn, bia, rượu
BOD, COD, pH, SS Màu, tổng P, N
BOD, pH, SS, N, P TDS, màu, độ đục
Chế biến thịt BOD, pH, SS, độ đục
Sản xuất bột ngọt
Cơ khí
+
NH
4
BOD, SS, pH, NH4+ Độ đục, NO
COD, dầu mỡ, SS, CN-, Cr,
Ni
, P, màu
-
3
3-
, PO4
SS, Zn, Pb, Cd
Ngành cơng nghiệp Chât ơ nhiễm chính C
hất ơ nhiễm phụ
BOD5, COD, SS, Cr, NH-
Thuộc da
+
4
, dầu mỡ, phenol, sunfua
SS, BOD, kim loại nặng,
Dệt nhuộm
Màu, độ đục
dầu mỡ
pH, độ axit, F, kim loại
Phân hóa học
N, P, tổng Coliform
màu, SS, dầu mỡ, N, P
nặng
Sản xuất phân hóa học
NH4+, NO3-, ure pH, hợp ch
Sản xuất hóa chất hữu
pH, tổng chất rắn, SS, Cl-,
COD, phenol, F,
cơ, vô cơ
SO42-, pH
Silicat, kim loại nặng
Sản xuất giấy
SS, BOD, COD, phenol,
lignin, tanin
ất hữu cơ
pH, độ đục, độ màu
Thành phần nước thải của các KCN chủ yếu bao gồm các chất lơ lửng
(SS), chất hữu cơ (thể hiện qua hàm lượng BOD, COD), các chất dinh dưỡng
(Hình hiện bằng hàm lượng tổng Nitơ và tổng Phốt pho) và kim loại nặng
(Bảng 1.2)
Bảng 1.2 Ước tính tổng lượng nước thải và thải lượng các chất ô nhiễm
trong nước thải từ các KCN thuộc các tỉnh của 4 vùng KTTĐ năm
2009
Tổng lượng các chất ô nhiễm (kg/ngày)
Lượng
TT Khu vực
nước
TSS
thải
BOD
COD
(m3/ngđ)
A
Tổng
Tổng
N
P
8,994
12,404
Vùng KTTĐ
Bắc Bộ
1 Hà Nội
155,055
36,577
34,112
8,047
21,243 49,463
5,011
11,668
2,122
2,926
Tổng lượng các chất ô nhiễm (kg/ngày)
Lượng
TT Khu vực
nước
TSS
thải
BOD
COD
Tổng
Tổng
N
P
(m3/ngđ)
2 Hải Phòng
14,026
3,086
1,922
4,474
3 Quảng Ninh
8,050
1,771
1,103
2,568
467
4 Hải Dương
23,806
5,237
3,261
7,594
1,381
1,904
5 Hưng Yên
12,350
2,717
1,692
3,940
716
988
6 Vĩnh Phúc
21,300
4,686
2,918
6,795
1,235
1,704
7 B ắc Ninh
B
Vùng KTTĐ
miền trung
1 Đà
2
Nẵng
Huế
Quang Ngãi
5 Bình Định
C
1,122
644
8,568
5,336
12,424
2,259
12,937
8,056
18,760
3,411
4,704
23,792
5,234
3,260
7,590
1,380
1,903
4,200
924
575
1,340
244
336
2,865
1,784
58,808
3,116
Thừa Thiên -
3 Quảng Nam
4
38,946
814
13,024
3,950
13,842
869
3,045
541
1,896
4,154
1,260
4,416
755
229
803
1,042
316
1,107
Vùng KTTĐ
phía Nam
413,400
90,949
56,636 131,874 23,978 33,072
1
TP HCM
57,700
12,694
7,905
2
Đồng Nai
179,066
39,395
24,532 57,122
10,386 14,325
93,550
20,581
12,816 29,842
5,426
3
3,347
4,616
Bà Rịa - Vũng
Tàu
4 Bình Dương
5
18,406
Tây Ninh
45,900
11,700
10,098
2,574
6,288
1,603
14,642
3,732
7,484
2,662
3,672
679
936
Tổng lượng các chất ơ nhiễm (kg/ngày)
Lượng
nước
TT Khu vực
TSS
thải
BOD
COD
Tổng
Tổng
N
P
(m3/ngđ)
6 Bình Phước
7
Long An
100
22
14
32
6
8
25,384
5,585
3,478
8,098
1,472
2,031
13,700
3,014
1,877
4,371
794
1,096
1 C ần Thơ
11,300
2,486
1,548
3,605
655
904
2
Cà Mau
2,400
528
329
766
139
192
Tổng cộng
640,963
141,012 87,812 204,468 37,177 51,276
Vùng KTTĐ
D
vùng ĐBSCL
(*)
Chất lượng nước thải đầu ra của các KCN phụ thuộc rất nhiều vào việc
nước thải có được xử lý hay không. Hiện nay, tỷ lệ các KCN đã đi vào hoạt
động có trạm xử lý nước thải tập trung chỉ chiếm khoảng 43%, rất nhiều KCN
đã đi vào hoạt động mà hoàn toàn chưa triển khai xây dựng hạng mục này.
Nhiều KCN đã có hệ thống xử lý nước thải tập trung nhưng tỷ lệ đấu nối các
doanh nghiệp trong KCN còn thấp. Nhiều nơi doanh nghiệp xây dựng hệ
thống xử lý nước thải cục bộ nhưng không vận hành hoặc vận hành không
hiệu quả. Thực trạng trên đã dẫn đến việc phần lớn nước thải của các KCN
khi xả thải ra mơi trường đều có các thông số ô nhiễm cao hơn nhiều lần so
với QCVN.
Kết quả phân tích mẫu nước thải từ các KCN cho thấy, nước thải các
KCN có hàm lượng các chất lơ lửng (SS) cao hơn QCVN từ 2 lần (KCN Hòa
Khánh) đến hàng chục lần (KCN Điện Nam – Điện Ngọc) (Hình 1.3), thậm
chí có nơi đến hàng trăm lần.
2500
2000
1500
2006
2007
2008
QCVN 24:2009 (A)
1000
500
0
Phú Bài LiênHịa
Điện Nam Điện
Quảng
NgọcPhúc
Quảng
Quảng
NamNgãi
TT Huế Chiểu Khánh
ĐàĐà
NẵngNẵng
Hình 1.3 Hàm lượng cặn lơ lửng (SS) trong nước thải của một số KCN
miền Trung qua các năm
Giá trị các thông số BOD5 và COD tại cống xả của các KCN thường ở
mức khá cao. Một số KCN khi lắp đặt hệ thống xử lý nước thải tập trung, các
thông số này đã giảm đi đáng kể (KCN Tiên Sơn, Bắc Ninh). Tuy nhiên, với
các KCN chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung, các thông số này không
đạt yêu cầu QCVN (KCN Liên Chiểu, TP. Đà Nẵng) (Hình 1.4 và 1.5)
1200
1000
800
600
COD
QCVN 24:2009 (A)
400
200
0
2006
2008
Hình 1.4. Hàm lượng COD trong nước thải của KCN Liên Chiểu (Đà Nẵng)
năm 2006 và 2008
BOD5
QCVN 24:2009 (A)
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Phú BàiLiên Chiểu Hịa Khánh Điện Nam Sơng Mây Tiên Sơn TT HuếĐà NẵngĐà Nẵng Điện Ngọc Đồng NaiBắc
Quảng
Nam
Hình 1.5. Hàm lượng BOD5 trong nước thải của một số KCN năm 2008
Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong nước thải đầu ra của các KCN
(thể hiện qua thông số tổng Ni tơ, tổng Phốt pho, Amoni, ...) không đạt u
cầu QCVN (Hình 1.6)
Amoni
QCVN 24:2009 (A)_photpho
Phốt pho
QCVN 24:2009 (A)_Amoni
60
50
40
30
20
10
0
Sơng MâyAmata - Đồng Nai Tân Hới Hiệp Đồng NaiTP HCM
Bình Đường Bình Dương
Hình1.6 Kết quả phân tích nước tại điểm xả chung của một số KCN các tỉnh
phía Nam năm 2008
Các kết quả khảo sát cho thấy hàm lượng Coliform trong nước thải từ các
KCN rất cao, có nơi vượt QCVN rất nhiều lần (Hình đồ 1.7)
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
2008
QCVN 24:2009 (A)
Phú Bài Phú Tài - Điện Nam Quảng TT Huế Bình ĐịnhĐiệnPhúc
NgọcQuảng
QuảngNgãi Nam
Hình 1.7 Hàm lượng Coliform trong nước thải một số KCN năm 2008
b. Ô nhiễm nước mặt do nước thải của các Khu công nghiệp
Cùng với nước thải sinh hoạt, nước thải từ các KCN đã góp phần làm
cho tình trạng ơ nhiễm tại các sơng, hồ, kênh, rạch trở nên trầm trọng hơn.
Những nơi tiếp nhận nước thải cảu các KCN đã bị ô nhiễm nặng nề, nhiều nơi
nguồn nước không thể sử dụng được cho bất kỳ mục đích nào.
Tình trạng ơ nhiễm khơng chỉ dừng lại ở hạ lưu các con sông mà lan
lên tới cả phần thượng lưu theo sự phát triển của các KCN. Kết quả quan trắc
chất lượng nước cả 3 lưu vực sông Đồng Nai, Nhuệ - Đáy và Cầu đều cho
thấy bên cạnh nguyên nhân do tiếp nhận nước thải sinh hoạt từ ác đô thị trong
lưu vực, những khu vực chịu tác động của nước thải KCN có chất lượng nước
sơng bị suy giảm mạnh, nhiều chỉ tiêu như BOD5, COD, NH4+, tổng N, tổng
P đều cao hơn QCVN nhiều lần (Hình 1.8)
2005
2008
2006
QCVN 08:2008 (B1)
2007
QCVN 08:2009 (A1)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Hình 1.8 Diễn biến COD trên các sơng qua các
năm Hệ thống sơng Đồng Nai:
Ơ nhiễm nước mặt tập trung chủ yếu dọc các đoạn sông chảy qua
các tỉnh thuộc vùng Kinh tế trọng điểm phía Nam nơi các KCN phát triển
mạnh (Hình đồ 1.9)
200620072008
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
DO
COD
BOD5
N-NH3
N-NO2-
Hình 1.9 Tần suất lần đo vượt TCVN của một số thông số tại sơng Đồng
Nai
đoạn qua TP. Biên Hịa
Cảng Gò Dầu
QCVN 08:2008 (B1)
Cảng Phú Mỹ
QCVN 08:2009 (A1)
Cảng Cái Mép
140
120
100
80
60
40
20
0
2005
2006
2007
2008
tháng 3/ 2009
Hình 1.10 Hàm lượng COD trên sơng Thị Vải qua các năm
Tại một số khu vực, do việc đầu tư hàng loạt KCN không đi kèm hoặc
chậm triển khai các biện pháp kiểm sốt ơ nhiễm tại nguồn, chất lượng nước
mặt của nguồn tiếp nhận đã diễn biến theo chiều hướng xấu đi.
Một số đoạn sông trước đây bị ô nhiễm nghiêm trọng do nước thải của
các KCN, do đã bắt buộc các doanh nghiệp phải tuân thủ các biện pháp kiểm
sốt ơ nhiễm, nên chất lượng nước đã được cải thiện phần nào. Điển hình là
diễn biến tình trạng ơ nhiễm nước trên sơng Thị Vải (Hình đồ 1.10).
Lưu vực sông Cầu:
Nhiều đoạn thuộc Lưu vực sông Cầu đã bị ơ nhiễm nặng. Ơ nhiễm cao
nhất là đoạn sông Cầu chảy qua địa phận thành phố Thái Nguyên, đặc biệt là
tại các điểm thải của Nhà máy giấy Hồng Văn Thụ, Khu Gang Thép,... chất
lượng nước khơng đạt QCVN (Hình đồ 1.11, 1.12). Tiếp đến là đoạn sông Cà
Lồ, hạ lưu sông Công, chất lượng nước không đạt QCVN gới hạn A và một
số yếu tố không đạt QCVN giới hạn B.
0,6
0,5
0,4
2008
QCVN 08:2008 (B1)
QCVN 08:2009 (A1)
0,3
0,2
0,1
0
Văn LangHịa Bình Sơn Cẩm Cầu GiaCầu Mây
Bảy
Hình 1.11 Hàm lượng NH4+ trên sơng Cầu đoạn chảy qua Thái Nguyên năm
2006
QCVN 08:2008 (B1)
2007
QCVN 08:2008 (A1)
2008
7
6
5
4
3
2
1
0
Phú Cường Cầu Huy
Ngọc
Cầu Da Phúc Nam Hồ Núi
Cốc
Mơ Chờn Phong
2008
Hình 1.12 Diễn biến DO dọc sông Công qua các năm
Lưu vực sơng Nhuệ - Đáy:
BOD5CODnito/ Amoni NH4+
80
70
60
50
40
30
20
10
0
2006
2007
2008
QCVN 08:2008 (B2)
Hình 1.13 Diến biến ô nhiễm nước sông Nhuệ đoạn qua Hà Đơng
Hiện tại, nước của trục sơng chính thuộc lưu vực sông Nhuệ - sông
Đáy đã bị ô nhiễm ở các mức độ khác nhau. Một trong những nguyên nhân
gây ô nhiễm nguồn nước mặt trên lưu vực sông là nước thải từ KCN và các
cơ sở không qua xử lý xả thẳng ra mơi trường hịa với nước thải sinh hoạt
(Hình đồ 1.13)
1.2.Tổng quan về Hệ thống Bắc Hưng Hải - Khu vực Nam Đuống
Hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải- Khu vực Nam Đuống, bao gồm đất
đai của 3 huyện Thuận Thành, Lương Tài và Gia Bình. Diện tích đất tự nhiên
tồn hệ thống 32.472,0 ha, diện tích đất nơng nghiệp 20.604,6 ha, diện tích
đất lúa màu 16.727,3 ha.
Về tưới: Nguồn nước tưới chủ yếu do trạm bơm Như Quỳnh cung cấp,
lấy từ sông Hồng qua cống Xuân Quan thông qua kênh Bắc và kênh Giữa.
Nhưng hiện nay tại một số khu vực cuối của hai tuyến kênh này thường xuyên
xảy ra tình trạng thiếu nước. Vì vậy, đó phải bổ sung một số trạm bơm khai
thác nước mặt tại các sông Đuống, sông Dâu - Lang Tài , sông Đông Côi -
Ngụ, sông Đồng Khởi, sông Bùi để cấp nước bổ sung cho các khu vực thiếu
nước nói trên. Cụ thể: sơng Đuống có 2 trạm bơm tưới cho 3.150 ha, sơng
Dâu - Lang Tài có 5 trạm bơm tưới cho 1.297 ha, sơng Đơng Cơi - Ngụ có 4
trạm bơm tưới cho 550 ha, sơng Đồng Khởi có 2 trạm bơm tưới cho 313 ha,
sơng Bùi có 2 trạm bơm tưới cho 1.758 ha và khoảng 52 trạm bơm cấp xã
quản lý tưới cho phần diện tích cịn lại
Về tiêu: Hệ thống Bắc Hưng Hải - Khu vực Nam Đuống được tiêu chủ
yếu ra sơng Thái Bình qua hai trạm bơm: Kênh Vàng 2, Văn Thai. Tổng diện
tích tiêu ra sơng Thái Bình là 15.360 ha. Tiêu ra sơng Đuống có trạm bơm
Đại Đồng Thành tiêu cho 1.618 ha. Tiêu ra sơng Bùi có trạm bơm Ngọc
Quan, Minh Tâm tiêu cho 1.165 ha. Tiêu ra sông Dâu - Lang Tài có trạm bơm
Nghĩa Đạo, Nguyệt Đức tiêu cho 1.665 ha. Tiêu ra sơng Đơng Cơi - Ngụ có
trạm bơm Kênh Vàng I, trạm bơm sông Khoai, trạm bơm Mão Điền tiêu cho
diện tích 1.705 ha. Tiêu ra sơng Đồng Khởi có trạm bơm Văn Dương 1+2,
trạm bơm Ấp Dừa tiêu cho 316 ha và khoảng 40 trạm bơm do các xã quản lý
tiêu cho phần diện tích cịn lại.
Theo kết quả điều tra, phân tích tổng lượng nước mặt khai thác trên các
sơng chính và sơng nội địa thuộc địa bàn tỉnh phục vụ cho nhu cầu sản xuất
nông nghiệp khoảng 468 triệu m3/năm. Trong đó khu vực Bắc Đuống khai
thác 356 triệu m3/năm, khu vực Nam Đuống khai thác 112 triệu m3/năm .
Thời gian khai thác nước phụ thuộc vào thời vụ sản xuất nông nghiệp
với hai thời vụ chính là vụ chiêm xuân từ tháng (XI - V) và vụ mùa từ tháng
VI - X. Tuy nhiên lượng nước khai thác chủ yếu tập trung vào vụ chiêm xuân
từ (I - III), vỡ thời điểm này đang là mùa khô, nhu cầu nước lớn cần cho đổ ải
và cấy, lượng nước khai thác trong thời gian này thường lớn gấp hai lần vụ
mùa ( vụ mùa do có nước mưa bổ sung ).
Quản lý cơng trình: các cơng trình trên hệ thống được phân cấp quản lý
dựa trên quy mơ cơng trình và nhiệm vụ tưới tiêu. Các cơng trình đầu mối,
quy mơ lớn, có tính chất quan trọng do Cơng ty khai thác cơng trình thuỷ lợi
Nam Đuống trực tiếp quản lý. Các cơng trình cấp dưới tiếp theo cũng do
Công ty quản lý nhưng được phân cấp xuống các Xí nghiệp khai thác cơng
trình thuỷ lợi của huyện quản lý. Số còn lại là các trạm bơm tưới tiêu cục bộ
do các Hợp tác xã quản lý.
Theo kết quả điều tra trên địa bàn tồn tỉnh hiện nay có 71 trạm bơm
với 649 máy, bao gồm cả trạm bơm tưới và tiêu do hai Cơng ty khai thác cơng
trình thuỷ lợi Bắc Đuống và Nam Đuống quản lý và khoảng hơn 100 trạm
bơm do cấp xã quản lý.
1.3.Tổng quan về mơ hình SWAT
* Lịch sử phát triển của SWAT
SWAT (Soil and Water Assessment Tool) là công cụ đánh giá nước và
đất. SWAT được xây dựng bởi tiến sĩ Jeff Arnold ở Trung tâm phục vụ
nghiên cứu nông nghiệp (ARS - Agricultural Research Service) thuộc Bộ
Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA - United States Department of Agriculture ).
SWAT là mơ hình dùng để dự báo những ảnh hưởng của sự quản lí sử dụng
đất đến nước, sự bồi lắng và lượng hóa chất sinh ra từ hoạt động nơng nghiệp
trên những lưu vực rộng lớn và phức tạp trong khoảng thời gian dài. Mơ hình
là sự tập hợp những phép tốn hồi quy để thể hiện mối quan hệ giữa giá trị
thông số đầu vào và thông số đầu ra. Mô hình SWAT có những ưu điểm so
với các mơ hình trước, đó là: lưu vực được mơ phỏng mà khơng cần dữ liệu
quan trắc; khi thay đổi dữ liệu đầu vào (quản lí sử dụng đất, khí hậu, thực
vật…) đều định lượng được những tác động đến chất lượng nước hoặc các
thơng số khác; có hiệu quả cao, có thể tính tốn và mơ phỏng trên lưu vực
rộng lớn hoặc hỗ trợ ra quyết định đối với những chiến lược quản lí đa dạng,
phức tạp với sự đầu tư kinh tế và thời gian thấp; cho phép người sử dụng
nghiên cứu những tác động trong thời gian dài. Nhiều vấn đề hiện nay được
SWAT xem xét đến như sự tích lũy chất
nhiễm và những ảnh hưởng đến
