Đánh giá hiện trạng và mô phỏng chất lượng môi trường nước sông cu đê thành phố đà nẵng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.56 MB, 50 trang )
1
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
---------------------------------------
PHÙNG THỊ TƢỜNG VY
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ MÔ PHỎNG CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG
NƢỚC SÔNG CU ĐÊ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
Chuyên ngành :
Quản lý Tài nguyên và Môi trƣờng
Mã số:
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. Đoàn Thụy Kim Phƣơng
2. TS. Trịnh Đăng Mậu
Đà Nẵng – Năm 2019
2
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi.
Các số liệu sử dụng phân tích trong luận văn đều đƣợc sự đồng thuận của tác giả và có
nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong luận
án do tơi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với thực
tiễn của Việt Nam. Các kết quả này chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ nghiên cứu
nào khác.
Đà Nẵng, ngày 28 tháng 04 năm 2019
Sinh viên
Phùng Thị Tƣờng Vy
3
LỜI CẢM ƠN
Để khóa luận tốt nghiệp này đƣợc hồn thành tốt đẹp, em đã nhận đƣợc sự hỗ
trợ, quan tâm của rất nhiều thầy cô, anh chị em, bạn bè trong trƣờng Đại học Sƣ phạm
Đà Nẵng nói chung và khoa Sinh – Mơi trƣờng nói riêng.
Trƣớc tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Trịnh Đăng Mậu – giáo
viên hƣớng dẫn thuộc Khoa Sinh – Mơi trƣờng Trƣờng Đại học Sƣ Phạm, TS. Đồn
Thụy Kim Phƣơng – giáo viên hƣớng dẫn thuộc Khoa Xây dựng Thủy lợi – Thủy điện
Trƣờng Đại học Bách Khoa đã hƣớng dẫn và định hƣớng em thực hiện đề tài, nhiệt
tình giúp đỡ em trong quá suốt trình nghiên cứu. Em cũng xin trân trọng cảm ơn Thầy
Trần Ngọc Sơn cán bộ phịng Cơng nghệ Mơi trƣờng đã trực tiếp chỉ bảo, hƣớng dẫn
và tạo điều kiện tốt nhất để em có thể hồn thành các nội dung trong phịng thí
nghiệm.
Ngồi ra, em xin chân thành cảm ơn thầy Cƣờng, chị Nhƣ đã tận tình giúp đỡ,
đóng góp những thông tin vô cùng quý báu và những ý kiến xác đáng, để em có thể
hồn thành nghiên cứu này.
Một lần nữa, cho phép em đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô, anh
chị em, bạn bè trong khoa Sinh – Môi trƣờng tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ, chỉ bảo
để em có thể thực hiện đề tài này.
Trân trọng cảm ơn!
Đà Nẵng, ngày 28 tháng 04 năm 2019
Sinh viên
Phùng Thị Tƣờng Vy
4
DANH MỤC VIẾT TẮT
AD
BOD5
BTNVMT
CLN
COD
DO
HD
HDI
KCN
KDC
kd
MC
QCVN
TP
TSS
VG – TB
XLNT
WQI
: Mô đun tải - khuếch tán;
: Nhu cầu oxy sinh hóa;
: Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng;
: Chất lƣợng nƣớc;
: Nhu cầu oxy sinh hóa;
: Oxy hịa tan;
: Mơ-đun thủy động lực;
: Viện Thuỷ lực Đan Mạch;
: Khu công nghiệp;
: Khu dân cƣ;
: Hằng số tốc độ phân hủy;
: Mặt cắt
: Quy chuẩn Việt Nam;
: Thành phố;
: Tổng vật chất lơ lửng
: Vu Gia – Thu Bồn;
: Xử lý nƣớc thải;
: Chỉ số chất lƣợng nƣớc;
5
DANH MỤC BẢNG
Số hiệu
bảng
Tên bảng
Trang
1.1
Diện tích, dân số và mật độ dân số
4
1.2
Diện tích, năng suất, sản lƣợng lúa trên hai lƣu vực
5
2.1
Danh sách vị trí lấy mẫu đánh giá chất lƣợng nƣớc sơng Cu Đê
12
2.2
Phƣơng pháp đo/ phân tích các thông số CLN
13
3.1
Chỉ số WQI và mức đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc tại
các địa điểm nghiên cứu
23
3.2
Giá trị thực đo và tính tốn thơng số DO ngày 08/05/2014
27
3.3
Giá trị thực đo và tính tốn thơng số DO ngày 08/05/2014
28
3.4
Số liệu nguồn thải và tải lƣợng kịch bản chất lƣợng nƣớc sông
Cu Đê theo quy hoạch 2030
29
3.5
Kết quả mô phỏng nồng độ BOD tại mặt cắt 11087,6 m (vị trí
tiếp nhận nguồn thải KCN)
31
3.6
Kết quả mơ phỏng nồng độ BOD tại mặt cắt 12445,1 m (vị trí
tiếp nhận nguồn thải KDC)
32
6
DANH MỤC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ
Số hiệu
hình vẽ
Tên hình vẽ
Trang
1.1
Bản đồ phân bố các tiểu lƣu vực sông Cu Đê
3
2.1
Sơ đồ vị trí lấy mẫu tại sơng Cu Đê
11
2.2
Sơ đồ áp dụng mơ hình Mike 11 tính tốn diễn biến chất lƣợng
nƣớc
15
3.1
Giá trị pH thay đổi theo vị trí lấy mẫu
17
3.2
Giá trị tổng vật chất lơ lửng (TSS) thay đổi theo vị trí lấy mẫu
18
3.3
Giá trị Oxy hịa tan thay đổi theo vị trí lấy mẫu
18
3.4
Giá trị BOD5 thay đổi theo vị trí lấy mẫu
19
3.5
Giá trị COD thay đổi theo vị trí lấy mẫu
20
3.6
Giá trị NH4+ thay đổi theo vị trí lấy mẫu.
20
3.7
Giá trị PO43- thay đổi theo vị trí lấy mẫu
21
3.8
Giá trị Coliform thay đổi theo vị trí lấy mẫu
22
3.9
Sơ đồ mạng lƣới tiểu lƣu vực sông Cu Đê đƣợc thiết lập trong
Mike 11.
24
3.10
Kết quả mơ phỏng dịng chảy tiểu lƣu vực Cu Đê, sông Cu Đê
giai đoạn 1/2014 - 12/2015 (m3/s)
25
3.11
Kết quả tính tốn từ mực nƣớc triều vịnh Đà Nẵng 2014 2015 từ ngày 1/1/2014 đến ngày 1/12/2015
25
3.12
HD Parameter
26
3.13
Mực nƣớc tính tốn và mực nƣớc thực đo tại Trạm Nam Ơ của
sơng Cu Đê từ 23/11 đến 30/11/2014
26
3.14
Kết quả tính tốn hiệu chỉnh DO và thực đo 08/05/2014
28
3.15
Kết quả tính tốn hiệu chỉnh BOD và thực đo 08/05/2014
28
7
3.16
Nồng độ DO dọc sông Cu Đê mô phỏng theo kịch bản quy
hoạch 2030
29
3.17
Nồng độ BOD dọc sông Cu Đê mô phỏng theo kịch bản quy
hoạch 2030
30
3.18
Dao động BOD theo thời gian t ứng với kịch bản 2030 tại mặt
cắt 11087.6 (vị trí tiếp nhận nguồn thải KCN)
30
3.19
Dao động BOD theo thời gian t ứng với kịch bản 2030 tại mặt
cắt 12445,1m (vị trí tiếp nhận nguồn thải KDC)
31
8
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................... 1
Mục đích nghiên cứu ................................................................................................... 2
Ý nghĩa của đề tài ........................................................................................................ 2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 3
1.1. Mô tả lƣu vực sông Cu Đê .................................................................................... 3
1.1.1. Vị trí địa lý, địa hình ....................................................................................... 3
1.1.2. Đặc điểm dân cƣ, xã hội khu vực sông Cu Đê ................................................. 4
1.1.3. Tình hình sản xuất nơng nghiệp và cơng nghiệp khu vực sông Cu Đê ............. 4
1.1.4. Hiện trạng và đặc điểm xả thải vào sông Cu Đê............................................... 5
1.2. Các thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc mặt .......................................................... 6
1.3. Mô hình chất lƣợng nƣớc Mike 11 ........................................................................ 7
1.4. Những cơng trình nghiên cứu về mơ hình chất lƣợng nƣớc ................................... 8
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP THỰC
HIỆN ......................................................................................................................... 10
2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................... 10
2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 10
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................................................... 10
2.3.1. Phƣơng pháp thống kê và tổng hợp tài liệu .................................................... 10
2.3.2. Phƣơng pháp lấy mẫu, đo đạc. ....................................................................... 10
2.3.3. Phƣơng pháp phân tích và đánh giá các thông số chất lƣợng nƣớc ................. 12
2.3.4. Phƣơng pháp mơ hình hóa ............................................................................. 14
2.4. Khung nghiên cứu ............................................................................................... 16
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 17
3.1. Đặc điểm chất lƣợng nƣớc sông Cu Đê ............................................................... 17
3.2. Kết quả mô phỏng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sông Cu Đê ............................... 24
3.2.1. Số liệu đầu vào .............................................................................................. 24
3.2.1.1. Mô hình thủy lực ..................................................................................... 24
3.2.1.2. Mơ hình khuếch tán và chất lƣợng nƣớc .................................................. 27
3.2.2. Xây dựng kịch bản chất lƣợng nƣớc sông Cu Đê theo quy hoạch 2030.......... 29
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................... 33
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................... 34
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 36
1
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Nằm trong vùng kinh tế trọng điểm miền Trung, thành phố Đà Nẵng là một
trong những địa phƣơng có q trình cơng nghiệp hóa – hiện đại hóa phát triển mạnh
của Việt Nam. Bên cạnh những thành tựu trong phát triển kinh tế – xã hội đã đạt đƣợc,
trong những năm qua thành phố Đà Nẵng đang phải đƣơng đầu với những vấn đề bức
xúc về sự suy giảm chất lƣợng môi trƣờng không khí, nƣớc mặt, chất thải rắn,…(Đỗ
Thanh Phƣơng, “Tổng quan kinh tế - xã hội vùng kinh tế trọng điểm Miền Trung”,
Tạp chí Phát triển kinh tế - xã hội Đà Nẵng, 25 - 27.) Trong đó, các vấn đề ơ nhiễm
nƣớc nhƣ: xâm nhập mặn, thiếu nguồn nƣớc sạch, ô nhiễm sông, biển,… đƣợc quan
tâm thƣờng xuyên.
Nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc mặt là thay đổi tự nhiên, thiên tai lũ lụt,
nguồn nƣớc thải từ nông nghiệp và đặc biệt là nƣớc thải của các cơ sở sản xuất công
nghiệp và tiểu thủ công nghiệp nằm xen kẽ trong các khu dân cƣ. Phần lớn các cơ sở
này có quy mô vừa và nhỏ và tập trung cao ở trung tâm thành phố. Nhiều cơ sở khơng
đủ diện tích cho việc thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trƣờng đã gây ảnh hƣởng
môi trƣờng cục bộ tại một số khu vực [16].
Sông Cu Đê là một trong những lƣu vực quan trọng nhất của thành phố Đà
Nẵng, không chỉ phục vụ mục đích cấp nƣớc, tƣới tiêu mà còn mang lại giá trị cảnh
quan cho khu vực. Tuy nhiên, trong thời gian gần đây, với sự phát triển không ngừng
của các khu đô thị, khu công nghiệp đặc biệt là sự mở rộng của khu cơng nghiệp Hịa
Khánh và sự gia tăng dân số đã ảnh hƣởng nghiêm trọng đến chất lƣợng môi trƣờng
sông Cu Đê [16]. Sông Cu Đê đã và đang là nguồn cung cấp nƣớc cho sản xuất, nuôi
trồng và phục vụ giao thông đƣờng thủy đồng thời là nơi tiếp nhận nguồn thải từ các
khu công nghiệp, khu dân cƣ qua các hoạt động sinh hoạt, sản xuất,… Trong tƣơng lai,
dự kiến đến năm 2020 sông Cu Đê sẽ là nguồn cấp nƣớc sinh hoạt cho dân cƣ (dự án
xây dựng nhà máy cấp nƣớc Hịa Liên) [21]. Chính vì vậy, cần có sự theo dõi chất
lƣợng nƣớc để đánh giá khả năng chịu tải của sông Cu Đê. Để giải quyết những vấn đề
đó, cần phải hiểu rõ chế độ thủy động lực, cũng nhƣ sự lan truyền ô nhiễm trong môi
trƣờng nƣớc vùng cửa sông này một cách sâu sắc [23].
Mặt khác, cơng tác quản lý mơi trƣờng tại khu vực cịn nhiều hạn chế, đặc biệt
chƣa áp dụng công nghệ thông tin trong quản lý mơi trƣờng, các mơ hình tốn ứng
dụng để phục vụ trong lĩnh vực quản lý tài ngun và mơi trƣờng. Hiện nay, đã có rất
nhiều phƣơng pháp mô phỏng chất lƣợng của nguồn nƣớc ngày càng đƣợc phát triển
nhiều hơn trở thành công cụ mạnh giúp ích cho cơng việc quản lý, giám sát. Trong đó,
chúng tơi lựa chọn áp dụng mơ hình mơ phỏng bằng phần mềm Mike 11 mặc dù còn
nhiều hạn chế về cơ sở dữ liệu tuy nhiên đây lại là một trong những phƣơng pháp tìm
ra xu hƣớng chuyển biến và khả năng chịu tải của nguồn nƣớc, cho phép tính tốn chất
lƣợng nƣớc với độ chính xác cao.
2
Trƣớc hiện trạng trên, đề tài “Đánh giá hiện trạng và mô phỏng chất lƣợng môi
trƣờng nƣớc sông Cu Đê thành phố Đà Nẵng” đƣợc hình thành, nhằm đáp ứng nhu cầu
giám sát, dự báo các ô nhiễm nƣớc mặt sông Cu Đê trong công tác quản lý môi trƣờng
của khu vực.
Mục đích nghiên cứu
- Đánh giá đƣợc hiện trạng chất lƣợng nƣớc sông Cu Đê thành phố Đà Nẵng.
- Mô phỏng đƣợc chất lƣợng nƣớc lƣu vực sông Cu Đê theo các kịch bản phát triển
xã hội bằng phần mềm Mike 11. Trên cơ sở đó xây dựng luận cứ khoa học để giám sát,
dự báo ô nhiễm nƣớc mặt sông Cu Đê, phục vụ công tác quản lý môi trƣờng.
Ý nghĩa của đề tài
Cung cấp số liệu về hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sông Cu Đê. Việc
áp dụng mơ hình Mike 11 sẽ mơ phỏng đƣợc hiện trạng chất lƣợng mơi trƣờng nƣớc từ
đó có thể nhận thấy xu hƣớng chuyển biến và khả năng chịu tải của nguồn nƣớc mặt
sông Cu Đê trong tƣơng lai. Nhằm đáp ứng nhu cầu giám sát, dự báo các ô nhiễm
nƣớc mặt sông Cu Đê trong công tác quản lý môi trƣờng của khu vực.
3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Mô tả lƣu vực sơng Cu Đê
1.1.1. Vị trí địa lý, địa hình
Sơng Cu Đê là một trong những con sông lớn trên địa bàn thành phố Đà Nẵng,
lƣu vực sông Cu Đê gồm 2 nhánh chính là sơng Bắc và sơng Nam, hƣớng chảy chính
là Tây sang Đơng [21].
Hình 1. 1: Bản đồ phân bố các tiểu lƣu vực sông Cu Đê [21]
Nhánh phía Bắc của lƣu vực là sơng Bắc với diện tích lƣu vực 141 km2, phần
thƣợng lƣu sơng Bắc chảy theo hƣớng Bắc – Nam, sau khi nhập lƣu với suối Ta Nao
thì dịng chảy chuyển hƣớng thành Tây – Đơng chảy về phía hạ lƣu đến trạm kiểm lâm
Cầu Sập thì nhập lƣu với sơng Nam [21].
Phía Nam của lƣu vực là sơng Nam với diện tích lƣu vực 126 km2, sơng có
hƣớng chính là Tây – Đơng, chạy dài khoảng 20km thì gặp và nhập lƣu với sơng Bắc
[21]. Sau nhập lƣu thì sơng có tên là sơng Cu Đê.
Với đề tài này, phạm vi nghiên cứu đƣợc xác định từ ngã ba Suối Cây hợp lƣu
với lƣu vực sơng Cu Đê có hƣớng chảy chính là Tây – Đông, sông dài khoảng 14km
và đổ ra biển ở cửa Nam Ơ ở vị trí 108º08’00”E – 16º07’30”N. Phía hạ lƣu sơng có độ
dốc nhỏ và chịu ảnh hƣởng của thủy triều [6].
Chế độ dòng chảy trên lƣu vực tính tốn đƣợc chia thành 2 mùa rõ rệt là mùa lũ
và mùa kiệt. Phân mùa dòng chảy theo chỉ tiêu vƣợt trung bình xác định đƣợc mùa kiệt
trên lƣu vực sông Cu Đê bắt đầu từ tháng 1 và kết thúc vào cuối tháng 8 năm sau [21].
4
Tháng 1 và tháng 8 là những tháng chuyển tiếp đầu mùa lũ nên có nhiều năm dịng
chảy vào thời điểm này cũng khá lớn.
Thủy triều vùng cửa sông Cu Đê thuộc chế độ bán nhật triều không đều, biên
độ dao động từ 0,8 – 1,2 m. Trung bình mỗi tháng có 3 ngày chịu ảnh hƣởng của chế
độ nhật triều, thời gian còn lại trong tháng chịu ảnh hƣởng của chế độ bán nhật triều
không đều [6].
1.1.2. Đặc điểm dân cƣ, xã hội khu vực sông Cu Đê
Theo số liệu thống kê năm 2015 [28], số dân ở lƣu vực sông Cu Đê là 53.017
ngƣời, tỷ lệ gia tăng tự nhiên trung bình ở lƣu vực là 2,09%. Mật độ dân số bình quân
là 123 ngƣời/km². Dân cƣ phân bố không đều trong lƣu vực sông, chủ yếu tập trung ở
vùng hạ lƣu thuộc phƣờng Hòa Hiệp Nam (2438 ngƣời/km²) và phƣờng Hòa Hiệp Bắc
(421 ngƣời/km²), còn ở vùng thƣợng lƣu dân cƣ rất thƣa thớt nhƣ ở Hòa Bắc chỉ có 12
ngƣời/km².
Bảng 1.1 Diện tích, dân số và mật độ dân số
TT
Tên xã
Diện tích
tự nhiên
(km2)
Dân số
năm 2015
(người)
Mật độ
dân số
(người/km2)
Quận, huyện
1
Hịa Hiệp Bắc
38.34
16149
421
Liên Chiểu
2
Hịa Hiệp Nam
7.62
18581
2438
Liên Chiểu
3
Hồ Bắc
343.34
4196
12
Hịa Vang
4
Hồ Liên
39.5
14091
357
Hòa Vang
Tổng cộng
428.8
53017
123
(Nguồn: Niên giám thống kê huyện Hòa Vang 2015).
1.1.3. Tình hình sản xuất nơng nghiệp và cơng nghiệp khu vực sông Cu Đê
* Nông nghiệp:
Theo niên giám thống kê của các Quận, huyện trên địa bàn thành phố Đà Nẵng,
tình hình sản xuất nơng nghiệp trong lƣu vực nhƣ sau:
- Diện tích lúa đến năm 2015 giảm so với năm 2011 [27] do: Một số diện tích đất
nơng nghiệp đƣợc chuyển đổi đất đô thị theo sự phát triển kinh tế - xã hội của thành
phố.
- Cây màu nhƣ ngô, khoai lang đƣợc trồng trên dải đồng bằng ven sông, suối, vùng
đất cao. Sản phẩm làm ra chủ yếu phục vụ gia súc và chế biến để làm thức ăn cho
ngƣời, đang có xu hƣơng giảm.
5
Nhìn chung sản xuất nơng nghiệp cịn phụ thuộc vào thiên nhiên, đặc biệt ở
vùng thƣợng lƣu, năng suất cây trồng còn thấp, sản xuất chủ yếu 1 vụ, diện tích khơng
ổn định.
Bảng 1.2 Diện tích, năng suất, sản lƣợng lúa trên hai lƣu vực
TT
Tên xã
Diện tích (ha)
Năng suất (tạ/ha)
Sản lƣợng (tấn)
Đ. xuân
Hè thu
Đ. xuân
Hè thu
Đ. xuân
Hè thu
1
Hoà Bắc
81.00
81.00
65.36
61.06
529.40
494.60
2
Hoà Liên
275.00
230.00
59.78
58.74
1643.90
1351.10
3
Hoà Ninh
141.00
10.00
62.04
46.00
874.70
46.00
4
Hồ Sơn
134.00
40.00
49.93
55.08
669.08
220.32
(Nguồn: Niên giám thống kê huyện Hịa Vang 2015)
* Cơng nghiệp:
- Khu cơng nghiệp Hịa Khánh:
+ Diện tích 395,72 ha, tỷ lệ lấp đầy 98,66% [1].
+ Loại hình sản xuất chính: KCN tập trung để xây dựng các xí nghiệp sạch,
không gây ô nhiễm môi trƣờng, thuộc ngành công nghiệp nhẹ nhƣ cơ khí, lắp ráp, chế
biến nơng lâm hải sản, vật liệu xây dựng cao cấp, may mặc, điện tử, sản phẩm sau hóa
dầu.
- Khu cơng nghiệp Hịa Khánh mở rộng (Thành Vinh):
+ Diện tích 132,6 ha, tỷ lệ lấp đầy 62,02% [1].
+ Loại hình sản xuất chính: KCN tập trung các dự án thuộc ngành công nghiệp
điện tử, cơ khí lắp ráp; chế biến nơng sản thực phẩm; dệt may; vật liệu xây dựng, trang
trí nội thất cao cấp; nhựa, hóa mỹ phẩm, bao bì.
1.1.4. Hiện trạng và đặc điểm xả thải vào sông Cu Đê
- Nƣớc thải sinh hoạt, nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản:
+ Khu vực phía Bắc hạ lƣu sơng Cu Đê: Dân số ƣớc tính là 6000 ngƣời, lƣu
lƣợng nƣớc thải khoảng 360 m3/ngày đêm.
+ Khu vực phía Nam hạ lƣu sơng Cu Đê: Dân số 35000 ngƣời, lƣu lƣợng nƣớc
thải ƣớc tính 2100 m3/ngày đêm [17].
+ Khu vực Hịa Bắc và phía bắc sông Cu Đê: Hầu hết các khu dân cƣ nơng thơn
khơng có hệ thống thốt nƣớc tuy nhiên do lƣợng nƣớc sử dụng trong sinh hoạt nhỏ,
phần lớn nƣớc thải sinh hoạt từ khu vệ sinh đƣợc thải và thấm vào đất. Mặt khác do
mật độ dân số thấp nên lƣợng nƣớc thải vào sông suối không vƣợt quá khả năng tự làm
sạch của dòng chảy
6
+ Nƣớc thải sản xuất nơng nghiệp: Do diện tích canh tác cây trồng hàng năm
nhỏ, lƣợng nƣớc thải trong canh tác nông nghiệp thấp, lƣợng nƣớc thải nông nghiệp
tác động không đáng kể đến chất lƣợng nƣớc sông.
- Nƣớc thải cơng nghiệp:
+ Nƣớc thải của khu cơng nghiệp Hịa khánh đƣợc thu gom về trạm xử lý nƣớc
thải công nghiệp, nƣớc thải sau xử lý đƣợc xả vào kênh thốt nƣớc ven đƣờng số 4 của
khu cơng nghiệp Hịa Khánh, mức độ xử lý nƣớc chƣa triệt để nên có thời kỳ gây ơ
nhiễm nặng cho đoạn suối hạ lƣu kênh thoát và hạ lƣu hồ Bàu Tràm. Lƣu lƣợng nƣớc
thải ƣớc tính 7000m3/ngày đêm [1].
+ Nƣớc thải của khu cơng nghiệp Hịa khánh mở rộng (Thành Vinh): Hiện khu
cơng nghiệp này chƣa có trạm xử lý nƣớc thải, một phần đƣợc xử lý tại trạm XLNT
của khu công nghiệp Hòa Khánh, một phần đƣợc thải vào kênh tiêu nông nghiệp chảy
về suối hạ lƣu hồ Bàu Tràm làm tăng mức độ ô nhiễm của suối này và sông Cu Đê.
Lƣu lƣợng ƣớc tính khoảng 1000 m3/ngày đêm [1].
1.2. Các thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc mặt
- Nhiệt độ: Đây là yếu tố quan trọng, nó quyết định loài sinh vật nào tồn tại và phát
triển ƣu thế trong hệ sinh thái nƣớc. Nhiệt độ của nguồn nƣớc tăng tạo điều kiện cho
sự phát triển một số loài thực vật thủy sinh và làm giảm hàm lƣợng oxy hòa tan, tăng
nhu cầu oxy của cá [7].
- pH: Nƣớc tinh khiết có giá trị pH = 7, khi giá trị pH<7 nƣớc có tính axit, khi
pH>7 nƣớc có tính bazơ. Ngồi ra, yếu tố pH cịn ảnh hƣởng đến một số phản ứng sinh
lý, sinh hóa, hóa học xảy ra trong môi trƣờng nƣớc.
- Hàm lƣợng các chất rắn:
* Các chất rắn có trong nước bao gồm:
+ Các chất vơ cơ: Gồm các dạng các muối hịa tan hoặc khơng hịa tan nhƣ đất
đá ở dạng huyền phù, lơ lửng.
+ Các chất hữu cơ: Xác các vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, động thực
vật phù du,..., các chất hữu cơ tổng hợp nhƣ phân bón, các chất thải cơng nghiệp [7].
* Dựa vào kích thước hạt, chất rắn trong nước phân thành hai loại:
+ Chất rắn qua lọc: Có đƣờng kính hạt nhỏ hơn 1µm, trong đó gồm chất rắn
dạng keo và chất rắn hòa tan [7].
+ Chất rắn khơng qua lọc: có đƣờng kính lớn hơn 1µm: các hạt là xác rong tảo,
vi sinh vật có kích thƣớc 10-5 – 10-6 ở dạng lơ lửng [7].
- Độ đục: Nƣớc có độ đục lớn chứng tỏ có nhiều cặn bẩn. Đơn vị độ đục thƣờng là
mg SiO2/l, NTU. Nƣớc mặt thƣờng có độ đục 20-100 NTU, mùa lũ có khi cao đến
500-600 NTU. Nƣớc cấp cho ăn uống có độ đục khơng vƣợt q 5 NTU [7].
- Oxy hòa tan (DO): Oxy hòa tan trong nƣớc rất cần cho sinh vật hiếu khí. Ở nhiệt
độ thƣờng oxi hòa tan trong nƣớc dao động từ 8 – 10 mg/L [7]. DO trong nƣớc tự
nhiên và nƣớc thải phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm chất hữu cơ, vào hoạt động của sinh
7
vật thủy sinh và vào các hoạt động hóa sinh, hóa học, và vật lý của nƣớc. Khi nƣớc có
hàm lƣợng DO thấp gây nguy hại đến các sinh vật thủy sinh, làm chậm các quá trình
trao đổi chất, vì thế DO đƣợc xem là thông số đặc trƣng cho sức khỏe nguồn nƣớc.
- Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): BOD là lƣợng oxy cần thiết để oxi hóa các chất
hữu cơ trong nƣớc bằng vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn). Quá trình này đƣợc gọi là
quá trình oxi hóa sinh học, vì thế, BOD là một thơng số quan trọng để xác định mức
độ ô nhiễm các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học của nguồn nƣớc.
- Nhu cầu oxy hóa học (COD): COD là lƣợng oxy cần thiết cho q trình oxi hóa
hóa học các chất hữu cơ có trong nƣớc thành CO2 và H2O ở điều kiện xác định, đây là
một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm hữu cơ của nguồn nƣớc kể cả chất
hữu cơ dễ và khó bị phân hủy sinh học.
- Chất dinh dƣỡng (Amoni, Photphat): Các hợp chất chứa nitơ và photphat trong
nƣớc tự nhiên là chất dinh dƣỡng cho thực vật. Nó thúc đẩy sự phát triển của các sinh
vật nƣớc nhƣ vi khuẩn, nấm nƣớc, tảo, thực vật nổi. Khi nƣớc chứa nhiều chất dinh
dƣỡng, các loài sinh vật này sẽ phát triển dày đặc, chúng sẽ tiêu thụ một lƣợng lớn oxi
của nguồn nƣớc, gây mùi và màu cho nƣớc khi chết đi [7]. Nguồn photphat đƣa vào
môi trƣờng là phân gia súc, nƣớc thải sinh hoạt, nƣớc thải của một số ngành công
nghiệp sản xuất phân lân, công nghiệp thực phẩm và nƣớc chảy tràn từ đồng ruộng,
vùng đất canh tác.
1.3. Mơ hình chất lƣợng nƣớc Mike 11
Mơ hình MIKE 11 là một phần mềm kỹ thuật chuyên dụng do Viện Thuỷ lực
Đan Mạch (DHI) xây dựng và phát triển trong khoảng 20 năm trở lại đây, đƣợc ứng
dụng để mô phỏng chế độ thủy lực, chất lƣợng nƣớc và vận chuyển bùn cát vùng cửa
sông, trong sông, hệ thống tƣới, kênh dẫn và các hệ thống dẫn nƣớc khác.
- Đặc trƣng cơ bản của hệ thống lập mơ hình MIKE 11 là cấu trúc mô đun tổng hợp
với nhiều loại mô đun đƣợc thêm vào mỗi mô phỏng các hiện tƣợng liên quan đến hệ
thống sơng.
- Ngồi mơ đun HD, MIKE bao gồm các mô đun bổ sung đối với:
● Thủy văn.
● Tải khuếch tán.
● Các mơ hình cho nhiều vấn đề về chất lƣợng nƣớc.
● Vận chuyển bùn cát có cố kết (có tính dính).
● Vận chuyển bùn cát khơng có cố kết (khơng có tính dính). [ 25]
Mơ đun mơ hình thủy động lực (HD) là một phần trọng tâm của hệ thống lập
mơ hình MIKE 11 và hình thành cơ sở cho hầu hết các mơ đun bao gồm: dự báo lũ, tải
khuếch tán, chất lƣợng nƣớc và các mô đun vận chuyển bùn lắng không cố kết. Mơ
đun MIKE 11 HD giải các phƣơng trình tổng hợp theo phƣơng đứng để đảm bảo tính
liên tục và động lƣợng (momentum), nghĩa là phƣơng trình Saint – Venant, tuy nhiên
8
tùy theo mục đích tính tốn mà kết hợp sử dụng với các mô đun khác một cách hợp lý
và khoa học. Trong nghiên cứu này, đã sử dụng các mô đun HD, AD và Ecolab.
- Ƣu điểm:
● Là phần mềm thƣơng mại nên phần giao diện rất mạnh, hữu hiệu.
● Các tiện ích đầy đủ, dễ cho ngƣời sử dụng.
● Thuận tiện cho việc giải quyết các bài toán vừa và nhỏ.
● Cho phép tính tốn chất lƣợng nƣớc với độ chính xác cao
- Nhƣợc điểm:
● Phần mềm dung lƣợng lớn, địi hỏi máy có cấu hình cao, số liệu đầy đủ cập
nhật.
● Khi phải tính các bài tốn lớn thì Mike 11 địi hỏi nhiều thời gian tính trên
máy, không thuận tiện cho giai đoạn chạy và hiệu chỉnh vì phải chạy rất
nhiều lần mới hiệu chỉnh đƣợc một tham số nên tốn nhiều thời gian.
● Độ chính xác của kết quả tính, đặc biệt cho các bài tốn lan truyền chất
nhiều khi khơng đảm bảo do bản chất thuật toán đƣợc sử dụng (khuếch tán
số dẫn đến nồng độ âm hoặc nồng độ sát biên lớn hơn biên khi khơng có
nguồn trong miền).
1.4. Những cơng trình nghiên cứu về mơ hình chất lƣợng nƣớc
Trong những năm gần đây, hƣớng nghiên cứu, xây dựng và sử dụng mô hình
trong nghiên cứu thủy động lực – mơi trƣờng đang rất đƣợc quan tâm:
- Nguyễn Huy Khôi (2009), “Ứng dụng Mike 11 đánh giá chất lƣợng nƣớc lƣu vực
sông Đồng Nai” nghiên cứu đã đánh giá xu thế và diễn biến dịng chảy cả về lƣợng và
chất, cho thấy tồn cảnh bức tranh về chế độ dòng chảy, chất lƣợng nƣớc nhằm đánh
giá những biến đổi do tác động của thiên nhiên cũng nhƣ con ngƣời vào thiên nhiên.
Tuy nhiên, mơ hình mới thực hiện bƣớc hiệu chỉnh chƣa kiểm nghiệm mơ hình, do đó
bộ thơng số xác định chƣa đảm bảo độ tin cậy cao, bên cạnh đó việc xây dựng các kịch
bản cũng chƣa đồng bộ, mực nƣớc triều năm 2003 còn lƣu lƣợng ứng với năm 2010,
2015 và cũng chƣa làm rõ lƣu lƣợng này đƣợc xác định nhƣ thế nào [10].
- Nguyễn Đăng Huy, Bùi Tá Long, Lê Thị Hiền (2012), " Ứng dụng mơ hình Mike
11 đánh giá diễn biến chất lƣợng nƣớc sông Truồi, Thừa Thiên Huế". Nghiên cứu đánh
giá đƣợc tác động của làng nghề sản xuất và chế biến tinh bột sắn Xn Lai qua việc
sử dụng mơ hình MIKE 11 kết hợp với quan trắc. Bộ thơng số mơ hình đã đƣợc hiệu
chỉnh và kiểm định ứng với tháng 7 năm 2011, kết quả bƣớc đầu cho phép đánh giá
đƣợc mức độ tác động của sự phát triển làng nghề này và đƣa ra những khuyến cáo
giúp cho công tác quy hoạch và quản lý nguồn nƣớc. Tuy nhiên để đảm bảo bộ thông
số tin cậy cần đo đạc bổ sung thêm đƣợc nhiều hơn quy luật dòng chảy, và xác định
đƣợc thời điểm mô phỏng là thời điểm năm nhiều nƣớc, trung bình nƣớc hay ít nƣớc từ
đó mới có đánh giá rõ hơn q trình lan truyền ơ nhiễm [9].
9
- Trần Xuân Vũ (2013) nghiên cứu “Quản lý môi trƣờng lƣu vực sông Cu Đê – TP
Đà Nẵng bằng mơ hình chất lƣợng nƣớc”, kết quả đã phân tích, đo đạc, tính tốn các
đặc trƣng q trình lan truyền chất với đoạn sông cụ thể nghiên cứu. Kết quả hiệu
chỉnh mơ hình tƣơng đối tốt, độ tin cậy cao, tìm đƣợc bộ thơng số thích hợp cho đoạn
sơng và có thể đại diện cho đặc trƣng của lƣu vực sơng nghiên cứu. Tuy nhiên việc mơ
phỏng chỉ mang tính cục bộ vì nghiên cứu chỉ tiến hành trên một đoạn sơng ngắn để
lấy giá trị cho tồn bộ lƣu vực nghiên cứu. Đây cũng là hạn chế của luận văn này [23].
- Nguyễn Dƣơng Quang Chánh (2014), nghiên cứu “Áp dụng mơ hình Mike trong
mơ phỏng chất lƣợng nƣớc hạ lƣu Vu Gia - Hàn, TP Đà Nẵng”, kết quả nghiên cứu đã
mô phỏng chất lƣợng nƣớc vùng hạ lƣu sơng Vu Gia - Thu Bồn do đó mơ hình chƣa
phản ánh đúng thực tế mức độ ơ nhiễm hạ lƣu sông Vu Gia – Hàn và hạn chế khi thiết
lập mơ hình chƣa đầy đủ hệ thống cơng trình đập An Trạch, Bầu Nít, Thanh Qt [5].
- Lê Hùng, Tô Thúy Nga (2015), thực hiện nghiên cứu “ Đánh giá diễn biến xâm
nhập mặn vùng hạ lƣu sông Vu Gia – Thu Bồn (VG – TB) khi xét đến ảnh hƣởng của
biến đổi khí hậu và nƣớc biển dâng”, kết quả nghiên cứu đánh giá đƣợc các nguyên
nhân và mức độ ảnh hƣởng đến xâm nhập mặn tại TP Đà Nẵng. Mơ hình đã thiết lập
đầy đủ hệ thống cơng trình trên sơng, tuy nhiên bài tốn chất lƣợng nƣớc ở đây mới
đánh giá một yếu tố về độ mặn, chƣa đánh giá các yếu tố khác nhƣ BOD, DO…[8].
10
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
THỰC HIỆN
2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng nghiên cứu: Chất lƣợng môi trƣờng nƣớc lƣu vực sông Cu Đê
- Phạm vi nghiên cứu: lƣu vực sông từ hợp lƣu của Sông Bắc và Sông Nam với lƣu
vực chính của sơng cho đến cửa sơng với chiều dài 14 km .
2.2. Nội dung nghiên cứu
- Thu thập, lấy mẫu và phân tích chất lƣợng nƣớc, xác định nguồn gây ơ nhiễm
chính, từ đó đánh giá hiện trạng chất lƣợng nƣớc lƣu vực sông Cu Đê.
- Xây dựng cƣ sở dữ liệu cho phần mềm Mike 11 về sông Cu Đê. Ứng dụng phần
mềm Mike 11 để mô phỏng chất lƣợng nƣớc trên sông Cu Đê.
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phƣơng pháp thống kê và tổng hợp tài liệu
Phƣơng pháp này đƣợc thực hiện trên cơ sở kế thừa, phân tích và tổng hợp các
nguồn tài liệu, tƣ liệu, số liệu thơng tin có liên quan một cách có chọn lọc, từ đó đánh
giá chúng theo yêu cầu và mục đích nghiên cứu.
- Số liệu về khí tƣợng, thủy văn (lƣu lƣợng dịng chảy, mực nƣớc triều…) sơng Cu
Đê 2014 – 2015;
- Số liệu về mặt cắt ngang (34 mặt cắt ngang) tại sông Cu Đê;
- Số liệu về hiện trạng nguồn nƣớc, công tác quản lý về nguồn nƣớc tại lƣu vực
sông Cu Đê năm 2014, 2015;
- Thống kê các nguồn thải thuộc lƣu vực sông nghiên cứu;
- Tài liệu sử dụng Mike 11 của DHI;
- Các kết quả nghiên cứu của các chƣơng trình, đề tài khoa học, các dự án có liên
quan đến chất lƣợng nƣớc sông Cu Đê;
Phƣơng pháp này đƣợc sử dụng để phục vụ cho nội dung xây dựng mơ hình mơ
phỏng chất lƣợng nƣớc sông Cu Đê giai đoạn 2014 – 2015.
2.3.2. Phƣơng pháp lấy mẫu, đo đạc.
Để đánh giá hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc tại sông Cu Đê, chúng tơi
tiến hành thu mẫu ở 8 vị trí, đƣợc chia đều theo mặt cắt dọc của sông (Bảng 2.1, Hình
2.1).
11
Hình 2.1. Vị trí thu mẫu tại sơng Cu Đê
- Vị trí 1 (S1): Mẫu đƣợc lấy tại cầu Nam Ô, phƣờng Hòa Hiệp Bắc, quận Liên
Chiểu, TP. Đà Nẵng. Vị trí lấy mẫu nằm ngay quốc lộ 1A nên có rất nhiều dân cƣ sinh
sống. Đây cũng là khu vực chịu ảnh hƣởng từ các hoạt động công nghiệp của các KCN
lân cận. Nƣớc thải phát sinh ra chủ yếu là sinh hoạt, công nghiệp và nuôi trồng thủy
sản.
- Vị trí 2 (S2): Mẫu đƣợc lấy tại điểm dƣới đƣờng dẫn hầm Hải Vân, cách cửa sơng
2600m về phía thƣợng nguồn, phƣờng Hòa Hiệp Bắc, quận Liên Chiểu, TP. Đà Nẵng.
Khu vực lấy mẫu dân cƣ thƣa thớt, có nhiều lồng nuôi trồng thủy sản nên nƣớc thải
phát sinh chủ yếu là từ ni trồng thủy sản.
- Vị trí 3 (S3): Mẫu đƣợc lấy tại chân cầu Trƣờng Định, xã Hòa Liên, huyện Hòa
Vang, TP. Đà Nẵng. Khu vực lấy mẫu có nhiều dân cƣ, hoạt động chủ yếu là trồng trọt
và nuôi trồng thủy sản. Nƣớc thải phát sinh chủ yếu là nƣớc thải sinh hoạt, nông
nghiệp và ni trồng thủy sản.
- Vị trí 4 (S4): Mẫu đƣợc lấy tại điểm cách cửa sơng 6000m về phía thƣợng nguồn,
thuộc xã Hòa Liên, huyện Hòa Vang, TP. Đà Nẵng. Nƣớc thải phát sinh chủ yếu là
nƣớc thải nông nghiệp vì ở đây dân cƣ thƣa thớt, hoạt động chủ yếu là trồng trọt.
- Vị trí 5 (S5): Mẫu lấy tại điểm dƣới chân cầu treo dây văng Phò Nam, thuộc xã
Hòa Bắc, huyện Hòa Vang, TP. Đà Nẵng. Khu vực lấy mẫu có nhiều dân cƣ, hoạt
động chủ yếu là trồng trọt nên nƣớc thải phát sinh chủ yếu là nƣớc thải sinh hoạt và
nông nghiệp.
12
- Vị trí 6 (S6): Lấy mẫu tại điểm cách thƣợng nguồn 2000m về phía cửa sơng,
thuộc xã Hịa Bắc, huyện Hòa Vang, TP. Đà Nẵng. Khu vực lấy mẫu chủ yếu là đồi
núi, dân cƣ thƣa thớt nên ít chịu tác động bởi các nguồn thải.
- Vị trí 7 (S7): Điểm lấy mẫu cách thƣợng nguồn 2000m về phía cửa sơng, thuộc xã
Hịa Bắc, huyện Hịa Vang, TP. Đà Nẵng. Khu vực lấy mẫu chủ yếu là đồi núi, dân cƣ
thƣa thớt, hoạt động chủ yếu là chăn nuôi vịt trời, chăn thả trâu bò nên nguồn thải chủ
yếu là nƣớc thải chăn ni.
- Vị trí 8 (S8): Mẫu lấy tại hợp lƣu của sông Bắc – Sông Nam, tại ngã ba Suối Cây
xã Hòa Bắc, huyện Hòa Vang, TP. Đà Nẵng. Nƣớc thải phát sinh chủ yếu là nƣớc thải
sinh hoạt.
Bảng 2.1 Danh sách vị trí lấy mẫu đánh giá chất lƣợng nƣớc sơng Cu Đê
STT
Mơ tả
Tọa độ
Kí hiệu
1
Chân cầu Nam Ô
16° 7'14.56"N - 108° 7'19.31"E
S1
2
Dƣới hầm đƣờng dẫn hầm Hải
Vân, cách cửa sơng 2600m về
phía thƣợng nguồn
16° 6'54.97"N - 108° 6'16.27"E
S2
3
Chân cầu Trƣờng Định
16° 6'30.64"N - 108° 5'13.85"E
S3
4
Cách cửa sơng 6000m về phía
thƣợng nguồn
16° 6'42.95"N - 108° 4'0.19"E
S4
5
Dƣới chân cầu Phò Nam
16° 7'53.00"N - 108° 3'4.57"E
S5
6
Cách thƣợng nguồn 4000m về
phía cửa sơng
16° 8'0.82"N - 108° 1'5.52"E
S6
7
Cách thƣợng nguồn 2000m về
phía cửa sơng
16° 7'21.65"N - 108° 0'0.72"E
S7
8
Hợp lƣu của sông Bắc – Sông
Nam
16° 7'18.52"N - 107°58'59.70"E
S8
2.3.3. Phƣơng pháp phân tích và đánh giá các thơng số chất lƣợng nƣớc
Mƣời thông số chất lƣợng môi trƣờng đƣợc lựa chọn (Bảng 2.2) để đánh giá
hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sông Cu Đê. Các thông số nhiệt độ, pH, DO,
Độ đục đƣợc đo bằng thiết bị đo nhanh tại hiện trƣờng. Những thơng số cịn lại đƣợc
phân tích tại phịng thí nghiệm theo phƣơng pháp tiêu chuẩn (Bảng 2.2) .
13
Bảng 2.2 Phƣơng pháp đo, phân tích các thơng số chất lƣợng nƣớc
STT Thơng số
Phƣơng
pháp
Mơ tả
1
Nhiệt độ
Nhiệt kế
2
pH
Điện hóa
Đo thế dùng điện cực thủy tinh
3
DO
Điện hóa
Điện hóa (von-ampe)
4
Độ đục
Điện hóa
5
6
7
8
9
10
TSS
Lọc
Tiến hành lọc chính xác một thể tích mẫu nƣớc, rồi
đem sấy khơ giấy lọc có cặn đến khối lƣợng khơng
đổi. Cân giấy lọc có cặn, sẽ cho biết hàm lƣợng chất
lơ lửng có trong mẫu nƣớc.
BOD5
Đầu đo
BOD tự
động
BOD đƣợc đo bằng sự chênh lệch áp suất trong một
hệ thống kín. Bộ nhớ tích hợp tự động lƣu giá trị
BOD mỗi 24 giờ trong thời gian 5 ngày đầu tiên.
COD
Bicromat –
hồi lƣu kín
– đo quang
Oxy hóa các hợp chất hữu cơ bằng hỗn hợp bicromat
và axit sunfuric trong cuvet đậy kín ở 1500C trong 2
giờ, đo độ hấp thụ quang ở bƣớc sóng 420 nm.
Photphat
(P-PO43-)
Đo quang
bằng thuốc
thử sunfomolybdic
Phốt phát sẽ kết hợp với ion Mo4+ và Mo6+ hình
thành nên hệ phức chất có màu xanh lơ. Độ đậm của
màu tỉ lệ với hàm lƣợng phốt phát có trong nƣớc. So
màu dung dịch có màu vàng nâu ở bƣớc sóng 620nm
để xác định mật độ quang.
Amoni
(N-NH4+)
Đo quang,
dùng thuốc
thử nessler
Thuốc thử Nessler là K2(HgI4) trong dd kiềm có khả
năng phản ứng với NH4+ trong môi trƣờng kiềm tạo
thành hợp chất iotdua thủy ngân amoni có màu vàng
nâu. So màu dung dịch có màu vàng nâu ở bƣớc
sóng 420nm để xác định mật độ quang.
Coliform
TCVN
6187-2:
1996 ISO
9308-2:
1990 (E)
Cấy các phần mẫu thử, đã đƣợc pha lỗng hoặc
khơng pha lỗng vào đĩa petri chứa một mơi trƣờng
ni cấy chọn lọc dạng lỏng có lactoza. Kiểm tra các
ống thử sau 24h và 48h nuôi ở nhiệt độ hoặc 300C.
14
Phƣơng pháp này cung cấp số liệu để phục vụ cho nội dung đánh giá hiện trạng
chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sông Cu Đê.
- Phƣơng pháp đánh giá thông qua chỉ số chất lƣợng nƣớc (viết tắt là WQI) [4].
Các thơng số đƣợc sử dụng để tính WQI thƣờng bao gồm các thông số: DO,
nhiệt độ, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4, TSS, độ đục, Tổng Coliform, pH.
2.3.4. Phƣơng pháp mơ hình hóa
- Hệ phƣơng trình Saint – Venant với các biến Q (x,t) và h (x,t) nhƣ sau:
● Phƣơng trình liên tục:
Phƣơng trình (2.1)
● Phƣơng trình động lƣợng:
(
| |
)
Phƣơng trình (2.2)
Trong phƣơng trình (2.1) giả thuyết rằng dịng nhập bên trực giao với dịng chính
nên trong phƣơng trình động lƣợng mới triệt tiêu thành phần q.
Trong đó:
Q: lƣu lƣợng dịng chảy (m3/s);
A: diện tích mặt cắt ƣớt (m2);
R: bán kính thủy lực (m);
C: hệ số Chezy (
Hệ số Manning
m/s);
).
B: bề rộng mặt thống (m);
n: hệ số nhám;
q: lƣu lƣợng dịng nhập lƣu trên một đơn vị chiều dài dọc sông (m2/s);
h: độ sâu dòng chảy (m); : hệ số hiệu chỉnh động năng.
Trong phƣơng trình liên tục, ta có:
Phƣơng trình (2.3)
Với b trong phƣơng trình đƣợc tính theo cơng thức:
Cơng thức (2.1)
Trong đó:
A0j: Diện tích mặt phân cách giữa 2 điểm lƣới j - 1 và điểm lƣới j
A0j+1: Diện tích mặt phân cách giữa 2 điểm lƣới j và điểm lƣới j + 1
Δ2xj: Khoảng cách giữa hai điểm lƣới j - 1và j + 1
15
- Mô đun tải - khuếch tán dựa trên phƣơng trình 1 chiều về bảo tồn khối lƣợng của
chất hịa tan hoặc lơ lửng trong sông và sử dụng kết quả tính tốn của mơ đun thuỷ lực.
Phƣơng trình chủ đạo trong mơ đun này là phƣơng trình tải - khuếch tán có dạng:
Phƣơng trình (2.4)
Trong đó:
C: nồng độ chất quan tâm;
D: hệ số khuếch tán;
A: diện tích mặt cắt ngang;
K: hệ số phân huỷ tuyến tính;
C2: nồng độ nguồn;
q: dòng gia nhập trên 1 đơn vị chiều dài dọc sông (m2/s);
x: biến không gian (theo chiều dọc sông);
t: biến thời gian.
Quy trình áp dụng mơ hình Mike 11 tính tốn diễn biến chất lƣợng mơi trƣờng
nƣớc sơng Cu Đê đƣợc thực hiện theo sơ đồ:
Hình 2.2 Sơ đồ áp dụng mơ hình Mike 11 tính tốn diễn biến chất lƣợng nƣớc
16
2.4. Khung nghiên cứu
Mục tiêu
Nội dung
Phƣơng pháp
Kết quả dự kiến
- Khảo sát, thu thập thông tin,
Đánh giá
xác định nguồn gây ô nhiễm
hiện trạng chính trên sông Cu Đê.
chất
- Lập kế hoạch quan trắc
lƣợng
chất lƣợng nƣớc: vị trí quan
nƣớc lƣu trắc, thơng số quan trắc &
vực sơng phân tích
Cu Đê
- Đánh giá hiện trạng chất
thành phố lƣợng môi trƣờng nƣớc Cu
Đà Nẵng. Đê.
- Phƣơng pháp
lấy mẫu, đo
đạc.
- Phƣơng pháp
phân tích và
đánh giá các
thơng số chất
lƣợng nƣớc.
- Xác định vị trí nguồn
thải theo dịng chảy
sơng.
- Kết quả quan trắc
chất lƣợng mơi trƣờng
nƣớc sông Cu Đê.
- Đánh giá đƣợc hiện
trạng chất lƣợng môi
trƣờng nƣớc sông Cu
Đê.
- Thu thập số liệu thứ cấp: số
liệu về khí tƣợng, thủy văn;
số liệu về mặt cắt ngang, số
liệu về hiện trạng nguồn
nƣớc, nguồn thải, công tác
quản lý về nguồn nƣớc, các
kết quả nghiên cứu của các
Xây dựng
chƣơng trình, đề tài khoa
mơ hình
học, các dự án có liên quan
mô phỏng
đến chất lƣợng nƣớc tại lƣu
chất lƣợng
vực sông Cu Đê năm 2014,
nƣớc sông
2015;
Cu Đê
- Xác định điều kiện, điều
bằng phần
kiện ban đầu, hiệu chỉnh và
mềm Mike
kiểm định mơ hình thủy lực,
11
tính tốn mơ phỏng theo mùa
kiệt.
- Mơ phỏng ơ nhiễm theo
kịch bản quy hoạch phát
triển kinh tế xã hội đến năm
2030 trên lƣu vực sông Cu
Đê.
- Phƣơng pháp
thống kê và
tổng hợp tài
liệu.
- Phƣơng pháp
mơ hình hóa.
- Xác định vị trí nguồn
thải, lƣu lƣợng, nồng
độ các chất ơ nhiễm.
- Thiết lập mơ hình
Mike 11, sơ đồ thủy
lực mạng lƣới sơng Cu
Đê. Xác định bộ thông
số phù hợp với thực đo.
- Kết quả tính tốn theo
các kịch bản.
17
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đặc điểm chất lƣợng nƣớc sơng Cu Đê
Kết quả phân tích chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sông Cu Đê cho thấy giá trị của
các thông số không thay đổi nhiều dọc theo chiều dài lƣu vực sông.
Giá trị pH ở sông Cu Đê trong thời điểm nghiên cứu có sự thay đổi dọc theo các
vị trí lấy mẫu, giao động trong khoảng từ 6,07 đến 6,98 (Hình 3.1). Trong đó, pH có
xu hƣớng tăng dần theo các địa điểm nghiên cứu từ hạ lƣu (S2 = 6,07) đến thƣợng
nguồn (S8 = 6,98) (ngoại trừ điểm S1 - Cửa sơng Cu Đê, có giá trị pH = 6,56). Tại vị
trí S1 (cửa sơng Cu Đê) giá trị pH = 6,56 (Hình 3.1) nằm ngồi xu hƣớng chung có thể
do ảnh hƣởng của địa hình (khu vực gần cửa sơng có sự xáo trộn của dịng chảy và
triều cƣờng). Vị trí S2 và S3 có giá trị pH thấp nhất (pH = 6,07) do khu vực lấy mẫu
có nhiều lồng ni trồng thủy sản nên quá trình phân hủy cặn bã, thức ăn thừa trong
nƣớc bị oxy hóa thành NO3, hoạt động của vi khuẩn khử nitơ làm giảm pH [25]. So
sánh với kết quả đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sông Cu Đê tháng 4 năm 2010,
Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7, Đại học Đà
Nẵng [17] (pH dao động từ 5 đến 6,5) cho thấy pH 2019 tăng 1,07 đến 1,2 lần. Nguyên
nhân chủ yếu do hoạt động nuôi trồng thủy sản (đặc biệt là nuôi tôm) trên sông Cu Đê
ngày càng tăng. Để hoạt động nuôi trồng thủy sản đạt năng suất cao cần duy trì giá trị
pH ổn định vào khoảng 6 - 8,5 [24].
Hình 3.1 Giá trị pH thay đổi theo vị trí nghiên cứu
Hàm lƣợng tổng chất rắn lơ lững (TSS) dao động trong khoảng từ 15,4 mg/l
đến 24,6 mg/l trong thời gian khảo sát (Hình 3.2). Hàm lƣợng TSS có xu hƣớng giảm
dần từ hạ lƣu (S1 = 23,4 mg/l) lên thƣợng nguồn (S6 = 17,2). Vị trí S7 (điểm lấy mẫu
cách thƣợng nguồn 2000m về phía cửa sơng, thuộc xã Hòa Bắc) và S8 (ngã ba Suối
Cây xã Hịa Bắc) có hàm lƣợng TSS tăng cao (Hình 3.2).
