Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán mike 11 mô phỏng đánh giá chất lượng nước hạ lưu sông đồng nai đoạn chảy qua thành phố biên hòa theo qui hoạch phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020 của tỉnh đồng nai

1

B

GIÁO D C VÀ ĐÀO T O
Đ I H C ĐÀ N NG

PHAN VI T CHÍNH

NGHIÊN C U

NG D NG MƠ HÌNH TỐN MIKE 11

MƠ PH NG ĐÁNH GIÁ CH T LƯ NG NƯ C H LƯU
SÔNG Đ NG NAI ĐO N CH Y QUA THÀNH PH

BIÊN

HOÀ THEO QUI HO CH PHÁT TRI N KINH T XÃ H I
Đ N NĂM 2020 C A T NH Đ NG NAI

Chuyên ngành: XÂY D NG CƠNG TRÌNH TH Y
Mã s : 60.58.40

TĨM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T

Đà N ng - Năm 2011


2

Cơng trình đư c hồn thành t i
Đ I H C ĐÀ N NG

Ngư i hư ng d n khoa h c: GS. TS. Nguy n Th Hùng

Ph n bi n 1: TS. Huỳnh Văn Hoàng

Ph n bi n 2: TS. Hồng Văn Minh

Lu n văn đư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c
sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 29 tháng 06 năm
2011

* Có th tìm hi u lu n văn t i:
- Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng
- Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng.


3
M

Đ U

1. Tính c p thi t c a đ tài
M t trong nh ng v n ñ c p thi t c a th gi i nói chung và
Vi t Nam nói riêng là c n ph i quan tâm gi i quy t ô nhi m môi
trư ng; ñ c bi t là ngu n nư c ng t ngày càng c n ki t và ô nhi m
ngu n nư c ngày càng tr m tr ng. Ch t lư ng nư c

sông, h b

gi m do tác ñ ng b i các ngu n nư c th i dân sinh và công nghi p.
S gia tăng dân s k t h p v i nhu c u phát tri n kinh t - xã
h i, nhu c u s d ng nư c càng cao, do đó lư ng nư c th i vào sơng
su i quá l n so v i lưu lư ng dòng ch y c a sông và con sông s b ô
nhi m trên m t ño n dài k t ñi m th i; d n ñ n các ngu n nư c
ng t b ô nhi m gây không ít khó khăn cho sinh ho t, s n xu t, kinh
doanh, du l ch c a ngư i dân. Do đó, đánh giá ch t lư ng nư c là
m t trong nh ng v n ñ ñư c quan tâm hàng ñ u

h u h t các qu c

gia trên th gi i.
Quá trình nghiên c u ch t lư ng nư c trên th gi i ñã ñ t
ñư c nhi u thành t u to l n, nh s phát tri n c a tin h c nên có
nhi u mơ hình tốn, tính tốn r t hi u qu .
Vi t Nam là m t ñ t nư c ñang phát tri n; nên v n đ này cịn
nghiêm tr ng hơn; đ c bi t trong giai ño n h i nh p và phát tri n.
Bư c ñ u n n kinh t ñ t nư c ñã g t hái ñư c nhi u thành t u đáng
khích l , song, ph i ñ i m t v i nh ng thách th c l n v môi trư ng;
m t trong nh ng nơi b ô nhi m n ng n

vùng Đơng Nam B đó là

h lưu sơng Đ ng Nai ño n ch y qua thành ph Biên Hoà, t nh Đ ng
Nai. Đây là đo n sơng có kh năng ô nhi m ngu n nư c cao, chưa có
đư c s nghiên c u đ y đ v v n đ ch t lư ng nư c nói chung và
nh t là vi c ng d ng các mơ hình hi n đ i đ tính tốn đang còn h n

4
ch , nên tác gi ñã l a ch n ñ tài này nh m ng d ng công ngh
hi n đ i đ tính tốn, đánh giá ch t lư ng nư c

h lưu sơng Đ ng

Nai đo n qua thành ph Biên Hoà, ph c v cho vi c phát tri n dân
sinh, kinh t , du l ch trong vùng.
2. M c tiêu nghiên c u
Nghiên c u ng d ng mơ hình tốn Mike 11 mơ ph ng ñánh
giá ch t lư ng nư c vùng h lưu sơng Đ ng Nai đo n qua thành ph
Biên Hoà - T nh Đ ng Nai.
3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u
Đ i tư ng nghiên c u: Nghiên c u ng d ng mơ hình tốn
Mike 11 đánh giá ch t lư ng nư c trong sông.
Ph m vi nghiên c u: Vùng h lưu sơng Đ ng Nai đo n ch y
qua thành ph Biên Hoà - t nh Đ ng Nai.
4. N i dung nghiên c u
- Đi u tra thu th p s li u kh o sát th c ñ a, s li u ño ñ c m t
s ch t cơ b n gây ô nhi m ngu n nư c, s li u v lưu lư ng dòng
ch y thư ng ngu n, m c nư c h lưu vùng nghiên c u.
- Thu th p, t ng h p các s li u, tài li u v khí tư ng thu văn,
các b n đ đ a hình, sơng ngịi, tình hình dân sinh kinh t .
- Nghiên c u áp d ng mơ hình tốn Mike 11 đ áp d ng tính
tốn, đánh giá ch t lư ng nư c v i s li u ñ u vào ñã thu th p ñư c.
- Vi t báo cáo t ng h p toàn b k t qu th c hi n ñ tài.
5. Phương pháp nghiên c u
Phương pháp nghiên c u s d ng, bao g m phương pháp thu
th p, phân tích các tài li u thu th p t các ngu n hi n có, phương
pháp kh o sát th c ñ a, l y m u phân tích th c tr ng ch t lư ng nư c

t i các v trí quan tr c ch t lư ng nư c d c sơng, nh m đánh giá hi n
tr ng môi trư ng t i khu v c nghiên c u và thu th p các tài li u c n


5
thi t cho tính tốn. Ti p đó, ng d ng phương pháp mơ hình tốn đ
tính tốn, mơ ph ng ch ñ th y văn th y l c và di n bi n ch t
lư ng nư c trên h lưu sơng Đ ng Nai đo n qua thành ph Biên Hoà
6. B c c lu n văn
Chương 1: T ng quan v ñánh giá ch t lư ng nư c.
Chương 2: Đi u ki n t nhiên – tình hình dân sinh kinh t thành ph
Biên Hồ.
Chương 3: Hi n tr ng ch t lư ng nư c và d báo lưu lư ng nư c
th i, t i lư ng ô nhi m sông Đ ng Nai đo n ch y qua thành ph Biên
Hồ.
Chương 4: T ng quan v mơ hình tốn Mike 11.
Chương 5:

ng d ng mơ hình tốn Mike 11 mơ ph ng ñánh giá ch t

lư ng nư c sông Đ ng Nai đo n ch y qua thành ph Biên Hịa.


6
Chương 1
T NG QUAN V ĐÁNH GIÁ CH TT LƯ NG NƯ C
Gi a môi trư ng nư c và mơi trư ng t nhiên ln duy trì m t
m i quan h tương h . Hi u bi t sâu s c m i quan h đó là r t c n
thi t c a con ngư i ñ b o v và c i t o t nhiên. Đáp ng yêu c u
trên, ñ i v i các ngành dùng nư c ph i nghiên c u các v n ñ :

- Đánh giá nhu c u dùng nư c
- Đánh giá ch t lư ng c a ngu n nư c s d ng.
- Đánh giá và d báo m c ñ nhi m b n ngu n nư c, nghiên
c u các bi n pháp ñ h n ch đi đ n lo i tr tình tr ng ô nhi m
ngu n nư c.
1.1. NHU C U VÀ HI N TR NG KHAI THÁC NGU N
NƯ C HI N NAY
1.1.1. Nhu c u c n s d ng nư c
Có th phân thành hai lo i nhu c u s d ng nư c, nhu c u
nư c cho sinh ho t và nhu c u nư c cho các ngành kinh t công
nghi p, giao thông v n t i.
Nhu c u nư c cho các ngành kinh t cũng r t l n, ch y u cho
công nghi p và nông nghi p. Đ i v i nông nghi p, nư c là nhu c u
c n thi t y u cho sinh trư ng và phát tri n c a cây tr ng. Vi c ñ m
b o nhu c u nư c cho cây tr ng có tác d ng quy t ñ nh ñ i v i năng
su t cây tr ng. Nhu c u nư c dùng cho công nghi p cũng r t l n,
nh t là trong các nư c công nghi p phát tri n.
Lư ng nư c dung cho s n su t công ghi p ch m t t 10 đ n
15% trong q trình s n xu t, còn l i ch a các ch t b n, ch t đ c do
q trình s n xu t t o ra g i là nư c th i công nghi p (NTCN).


7
NTCN chưa qua x lý x vào ngu n nư c s gây nên tình tr ng ơ
nhi m ngu n nư c.
1.1.2. Khai thác và s d ng ngu n nư c ngày nay
Nư c là m t tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá, con
ngư i ngày càng c g ng khai thác, s d ng c ngu n nư c m t và
m t nư c ng m. Ngu n nư c m t ñư c s d ng, khai thác tri t ñ
nh m m c đích phát đi n. Ngồi phát đi n ngu n nư c m t ñã s

d ng r ng rãi cho nhi u m c đích khác như tư i, nuôi cá, giao thông
thu , nư c dùng cho công nghi p...
T i nh ng khu t p trung dân cư, khu công nghi p

nh ng

nư c phát tri n, ngu n nư c ñư c s d ng tri t đ nhưng tình tr ng
thi u nư c v n x y ra t i nhi u nơi. Ngư c l i, ngu n nư c chưa
ñư c s d ng ñáng k

các nư c kém phát tri n.

1.1.3. V n ñ thi u nư c
Ngày nay, v i t c ñ tăng dân s nhanh cùng v i s phát tri n
kinh t xã h i, nhu c u dùng nư c cũng tăng lên ñ ng th i lư ng
nư c th i cũng tăng ñã gây ra tình tr ng ơ nhi m ngu n nư c và
thi u nư c tr m tr ng

nhi u nơi trên th gi i.

T i nhi u nơi, tình hình thi u nư c càng tr m tr ng hơn do
tình tr ng m t ph n ngu n nư c, ch y u là nư c m t b nhi m b n
do các ngu n nư c th i sinh ho t và công nghi p gây ra.
1.2. CƠ S

LÝ THUY T ĐÁNH GIÁ CH T LƯ NG NƯ C

Nư c sơng ngịi, h ao ch a nhi u các ch t h u cơ, vô cơ, các
lo i vi sinh v t khác nhau. T l thành ph n c a các ch t trên có
trong m t m u nư c ph n ánh ch t lư ng nư c c a m u. B trí

nh ng v trí l y m u, phân tích đ nh tính đ nh lư ng thành ph n các
ch t trong m u nư c trong phòng thí nghi m là n i dung ch y u ñ
ñánh giá ch t lư ng và phát hi n tình hình ơ nhi m ngu n nư c.


8
1.2.1. Nh ng thơng s v t lý, hố h c, sinh h c c a ch t lư ng
nư c
1.2.1.1. Thơng s v t lý
1.2.1.2. Thơng s hố h c
a) Đ c tính h u cơ:
Đ ph n ánh ñ c tính h u cơ c a ngu n nư c, có th dùng m t
s thơng s sau:
- Nhu c u ô xy sinh h c BOD (mg/l)
- Nhu c u ơ xy hố h c COD (mg/1)
- Nhu c u ô xy t ng c ng TOD (mg/1)
- T ng s các bon h u cơ TOC (mg/1)
Trong các thông s , BOD là thông s quan tr ng nh t, ph n
ánh m c ñ nhi m b n nư c rõ r t nh t.
b) Đ c tính vơ cơ:
1.2.1.3. Thơng s sinh h c
1.2.2. Nhu c u oxy sinh h c (BOD)
1.2.2.1. Khái ni m
Lư ng ơxy c n thi t đ các vi sinh v t phân hu các ch t h u
cơ trong m t ñơn v m u nư c là nhu c u ôxy sinh h c (BOD). Đơn
v c a BOD là mg/1. Thơng thư ng đ xác đ nh BOD ngư i ta phân
tích m u nư c trong ñi u ki n nhi t ñ 200C trong th i gian 5 ngày.
BOD ño ñư c g i là BOD5.
1.2.2. 2. Cơng th c tính BOD
(1.3)

Ho c:

(1.4)

Trong đó: K' _ H s t c đ trung bình c a ph n ng trên cơ s cơ s
10. Quan h gi a K và K' như sau: K = 2,303K'


9
1.2.2.3. S ơxy hố trong ph n ng BOD.
S ơxy hóa trong ph n ng BOD theo hai giai đo n; ơxy hố
các h p ch t ch a các bon (cácbonát hố) và ơxy hố các h p ch t
ch a Nitơ (Nitơrát hố) theo phương trình:
(1.5)
1.2.3 Nhu c u ơxy hóa h c, nhu c u ơxy t ng c ng và t ng
cacbon h u cơ (COD, TOD, TOC)
1.2.3.1. COD:
COD là nhu c u ơxy hố h c t c nhu c u ơxy hố c n thi t
cho ơxy hố h c các ch t trong m t ñơn v m u nư c (mg/1). N u
bi t đư c phương trình ph n ng hố h c thì có th tính đư c lư ng
COD theo lý thuy t.
1.2.3.2. TOD:
TOD là nhu c u ôxy t ng c ng, c n thi t cho hai q trình ơxy
sinh h c (BOD) và ơxy hố h c (COD). Đơn v mg/l
1.2.3.3.TOC:
TOC là t ng s cácbon h u cơ trong m t ñơn v m u nư c.
TOC ñư c xác ñ nh nh d ng c phân tích các bon.
1.3.

NH HƯ NG C A HO T Đ NG KINH T Đ N CH T

LƯ NG NƯ C
Ch t lư ng nư c b chi ph i b i các y u t t nhiên cũng như
nhân sinh. K t qu s d ng m nh m tài ngun nư c khơng ch làm
thay đ i lư ng nư c dùng cho lĩnh v c ho t đ ng kinh t mà cái
chính là thay đ i ch t lư ng c a nó.
1.3.1. Ho t ñ ng s n xu t công nghi p
1.3.2. Nư c th i cơng c ng (NTCC)
1.3.3. Đơ th hố


10
Chương 2
ĐI U KI N T

NHIÊN – TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH T
THÀNH PH

2.1. Đ C ĐI M T

BIÊN HOÀ

NHIÊN

2.1.1. V trí đ a lý
Lưu v c sơng Đ ng Nai n m trong kho ng:
- Kinh đ

Đơng t

105045’ (Tân Biên – Tây Ninh) ñ n

109012’ (Ninh H i - Ninh Thu n)
- Vĩ ñ B c t 10019’17’’ (mũi Vũng Tàu) ñ n 12020’ (Đak
Mil – Đ k lak)
Thành ph Biên Hịa n m

phía tây t nh Đ ng Nai, b c giáp

huy n Vĩnh C u, Nam giáp huy n Long Thành, đơng giáp huy n
Tr ng Bom, tây giáp th xã Dĩ An, Tân Uyên t nh Bình Dương và
Qu n 9 – TP. H Chí Minh. Biên Hịa

hai phía c a sơng Đ ng Nai,

cách trung tâm thành ph H Chí Minh 30 km, cách thành ph Vũng
Tàu 90 Km (theo Qu c l 51).
2.1.2. Đ c đi m đ a hình – đ a m o
Thành ph Biên Hịa có đ a hình ph c t p và ña d ng. Đ ng
b ng, chuy n ti p ñ ng b ng và trung du. Đ a hình d c d n t B c
xu ng Nam và t Đông qua Tây. Khu v c phía Đơng và B c thành
ph , đ a hình có d ng đ i nh , d c tho i khơng đ u, nghiêng d n v
phía sơng Đ ng Nai và các su i nh . Cao ñ l n nh t là 75m, cao ñ
th p nh t là 2m.
2.1.3. Đ c đi m khí h u – khí tư ng
2.1.3.1. Ch đ nhi t: Nhi t ñ trung bình năm kho ng 260C

các

vùng th p. Chênh l ch nhi t đ bình qn tháng nóng nh t và tháng

l nh nh t kho ng 3-3,50C.


11
2.1.3.2. Ch đ

m: Đ

m trung bình trong khu v c là 82%.

2.1.3.3. Ch ñ b c hơi: Lư ng b c hơi ño b ng ng piche trong lưu v c
trung bình h ng năm t 876.6-1450 mm.
2.1.3.4. Ch đ mưa: Ch ñ mưa phân thành hai mùa, mùa mưa t
tháng 5 - 10, lư ng mưa chi m 80-90% lư ng mưa c năm, mưa l n t p
trung vào tháng 9, 10 hàng năm.
2.1.3.5. Ch đ gió: Hư ng gió thay đ i theo mùa, gió mùa Đơng Nam
t tháng 5 - 11, gió mùa Đơng B c t tháng 12 - 4 năm sau.
2.1.3.6. Ch ñ chi u sáng: Lư ng b c x m t tr i quanh năm khá
d i dào. Trung bình có 6-7 gi n ng m i ngày.
2.1.4. Đ c ñi m v ch ñ thu văn và thu l c.
Ch ñ dòng ch y r t ph c t p, b

nh hư ng và tác ñ ng l n

nhau tùy thu c vào s thay ñ i c a các y u t : Dịng ch y đ u ngu n;
Ch ñ th y tri u; Ho t ñ ng khai thác c a con ngư i trong lưu v c.
2.1.4.1. Đ c đi m ch đ th y văn
a) Dịng ch y ki t: Nhìn chung các sơng su i trên đ a bàn t nh có
mùa lũ kéo dài 5 tháng (VII-XI), mùa ki t kéo dài 7 tháng (XII-VI),
dịng ch y tháng ki t nh t trung bình nhi u năm thư ng rơi vào tháng

III và IV hàng năm
b) Dịng ch y lũ:

c) Đ c đi m th y tri u: Sông Đ ng Nai ch u nh hư ng c a
ch ñ bán nh t tri u bi n Đơng có biên đ l n (3,5 - 4,0 m), lên
xu ng ngày 2 l n, v i hai ñ nh x p x nhau và hai chân l ch nhau khá
l n. Th i gian gi a hai chân và hai ñ nh vào kho ng 12,0 - 12,5 gi và
th i gian m t chu kỳ tri u ngày là 24,83 gi .
2.1.4.2. Đ c ñi m thu l c
K t qu quan tr c c a S Nông nghi p và Phát tri n Nông thôn
vào tháng 12/1999 v i lưu lư ng nư c v t

thư ng ngu n là


12
650m3/s. S phân ph i lưu lư ng nư c

các ño n sông Đ ng Nai

ch y qua thành ph Biên Hoà như sau: Nhánh ph i cù lao Ph : Q =
86%; Nhánh trái cù lao Ph : Q = 14%.
2.2. TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH T XÃ H I
2.2.1. Hi n tr ng dân sinh kinh t thành ph Biên Hịa năm 2005
Do tác đ ng m nh c a n n kinh t th trư ng, n n kinh t công
nghi p c a t nh trong nh ng năm qua đã có nh ng bư c ti n nh y
v t. Cùng v i s l n m nh c a n n kinh t công nghi p, các đơ th
cũng đang hình thành nên các c m dân cư, các khu t p trung dân cư
ph c v cho phát tri n công nghi p.
2.2.1.1. Tình hình dân s và phân b dân cư

2.2.1.2. Tình hình phát tri n kinh t - xã h i
a) Công nghi p:
b) Nông nghi p:
c) Cơ s h t ng thốt nư c đơ th :
2.2.2. Qui ho ch phát tri n dân sinh - kinh t ñ n năm 2020
2.2.2.1. Qui hoach phát tri n dân s và phân b dân cư ñ n năm
2020
2.2.2.2. Qui ho ch phát tri n kinh t - xã h i ñ n năm 2020
a) Ngành công nghi p:
b) Ngành nông lâm nghi p:
c) Ngành thương m i - d ch v - du l ch:
d) Phát tri n k t c u h t ng:
e) Phát tri n đơ th :
f) Phát tri n ngu n nhân l c:
g) Phát tri n các lĩnh v c văn hóa - xã h i:


13
Chương 3
HI N TR NG CH T LƯ NG NƯ C VÀ D

BÁO LƯU

LƯ NG NƯ C TH I, T I LƯ NG Ô NHI M SÔNG Đ NG
NAI ĐO N CH Y QUA THÀNH PH

BIÊN HOÀ

3.1. ĐÁNH GIÁ HI N TR NG CH T LƯ NG NƯ C NĂM
2005

3.1.1. Gi i thi u chung:
Sông Đ ng Nai sau th y đi n Tri An có nhi u cù lao, khi đ n TP
Biên Hịa chia thành 2 nhánh b i cù lao Ph . Nhánh chính Đ ng Nai có
lưu lư ng dịng ch y l n, nhánh sơng Cái dịng ch y nh , đ ng th i
sơng cái thu c phía trung tâm thành ph do đó h u h t nư c th i sinh
ho t và nư c th i t các ho t ñ ng kinh t - xã h i c a thành ph ñ u x
th i vào chi lưu này. Do v y, ch t lư ng nư c sông cái gi m sút hơn so
v i dịng chính sơng Đ ng Nai.
3.1.2. Vai trò ngu n nư c c a sơng Đ ng Nai đo n ch y qua thành
ph Biên Hịa
Đo n sơng Đ ng Nai ch y qua thành ph Biên Hòa thu c
vùng h lưu c a sơng Đ ng Nai có vai trị quan tr ng trong c p
nư c ph c v dân sinh và các ho t ñ ng kinh t -xã h i cho vùng kinh
t tr ng đi m Đơng Nam B .
3.1.3. Hi n tr ng ch t lư ng nư c sơng Đ ng Nai đo n ch y qua
thành ph Biên Hịa
Đ đánh giá ch t lư ng nư c đo n sơng này do tác đ ng c a
các ho t ñ ng dân sinh, kinh t c a thành ph Biên Hồ đư c sát
th c. Đ tài ti n hành thu th p s li u v k t qu phân tích m u và
đánh giá ch t lư ng nư c vào mùa ki t (vào tháng 4 năm 2005) đ có


14
cơ s hi u ch nh mơ hình tốn và ñánh giá xác ñáng hơn ch t lư ng
nư c c a sơng Đ ng Nai và sơng Cái.
Sơ đ v trí thu m u đư c th hi n trong hình 3.1.

Hình 3.1: V trí thu m u nư c trên sông Đ ng Nai và sông Cái
K t qu phân tích m u ch t lư ng nư c sơng Đ ng Nai và
sơng Cái đư c đánh giá so sánh, v i quy chu n k thu t qu c gia

(QCVN) v ch t lư ng nư c m t QCVN 08: 2008/BTNMT. Chi ti t
QCVN 08: 2008/BTNMT đư c trình bày trong ph l c 3.1.
3.1.3.1. Đ PH
3.1.3.2. Ch t r ng lơ l ng (TSS)
3.1.3.3. Hàm lư ng Clorua (Cl-)
3.1.3.4. N ng đ Ơxy hịa tan (DO)
Ơxy hồ tan (DO) là ch tiêu r t quan tr ng ñ m b o ñ i s ng
thu sinh. Ch tiêu này ph thu c vào m c đ ơ nhi m và ch đ thu
l c c a ngu n nư c, ho t ñ ng giao thơng thu , q trình phân gi i
các ch t h u cơ cũng như q trình hơ h p và quang h p c a các
thu sinh v t,…


15
3.1.3.5. Ô nhi m ch t h u cơ
a) Nhu c u Ơxy sinh hóa (BOD5)
b) Nhu c u Ơxy hóa h c (COD)
3.1.3.6. Ơ nhi m do các ch t dinh dư ng
a) N ng đ Amoni (

) tính theo N

b) N ng đ Amoni (

) tính theo N

3.1.3.7. Ô nhi m do d u m
3.1.3.8. Ô nhi m do sinh v t (Coliform)
3.2. Đ C TRƯNG NGU N GÂY Ơ NHI M C A THÀNH PH
BIÊN HỒ

Sơng Đ ng Nai đo n ch y qua TP Biên Hịa ch u tác ñ ng r t l n
b i các ngu n NTSH, NTCN n m trong khu v c thành ph , nư c th i
chăn nuôi heo và các ho t đ ng ni tr ng th y s n. Đ xác ñ nh các ch
tiêu ñánh giá ch t lư ng nư c trên ño n sơng này, ta ti n hành tính tốn
xác đ nh lưu lư ng và t i lư ng ô nhi m.
3.2.1. Nư c th i sinh ho t
3.2.2. Nư c th i công nghi p
3.2.2.1. Đ c trưng nư c th i m t s cơ s s n xu t bên ngồi khu
cơng nghi p.
3.2.2.2. Đ c trưng nư c th i t các khu công nghi p t p trung
3.2.3. Nư c th i chăn nuôi heo
3.2.4. Nư c th i nuôi tr ng th y s n
3.3. HI N TR NG VÀ D

BÁO LƯU LƯ NG NƯ C TH I,

T I LƯ NG Ô NHI M BOD5
3.3.1. Tính tốn lưu lư ng nư c th i và t i lư ng ô nhi m BOD5
3.3.1.1. Nư c th i sinh ho t
a) Ư c tính lưu lư ng nư c th i sinh ho t: Theo ư c tính c a
WHO (1985), lưu lư ng nư c th i sinh ho t th i vào môi trư ng


16
nư c m t kho ng 80% lưu lư ng nư c c p. Lưu lư ng nư c c p l y
theo ñ nh m c c p nư c c a S Xây d ng t nh Đ ng Nai.
b) Ư c tính t i lư ng ơ nhi m BOD5 c a nư c th i sinh ho t
T i lư ng ơ nhi m BOD5 đư c tính theo h s ơ nhi m do
Aceivala (1985). V i các nư c ñang phát tri n, t i lư ng ơ nhi m
BOD5 trung bình 45–54g/ngư i/ngày, ta l y trung bình 49,5

g/ngư i/ngày.
3.3.1.2. Nư c th i cơng nghi p
a) Ư c tính lưu lư ng nư c th i công nghi p:
Theo d án “Qui ho ch t ng th thoát nư c và v sinh mơi
trư ng thành ph Biên Hồ - Qui ho ch h th ng thốt nư c b n đ n
năm 2020”, Lưu lư ng nư c c p công nghi p đư c tính trung bình là
50m3/ha/ngày và lư ng nư c th i ư c tính b ng 80% lư ng nư c c p
(t c là kho ng 40m3/ha/ngày).
b) Ư c tính t i lư ng ơ nhi m BOD5 trong NTCN
T i lư ng ô nhi m BOD5(kg/ngày) = lư ng nư c th i (l/ngày)
x CBOD (mg/l)/106
3.3.1.3. Nư c th i chăn nuôi heo
a) Ư c tính lưu lư ng nư c th i chăn ni: Theo đ tài “Hi n
tr ng và ngun nhân ô nhi m nư c h th ng kênh Tham Lương B n Cát - Vàm thu t”, lư ng nư c th i tương ng ư c tính b ng
80% lư ng nư c c p.
b) Ư c tính t i lư ng ô nhi m BOD5 trong nư c th i chăn
nuôi heo: T i lư ng ô nhi m BOD5 phát sinh t ho t ñ ng chăn ni
heo đư c tính theo cơng th c:
T i lư ng ô nhi m BOD5(kg/ngày) = lư ng nư c th i (l/ngày)x CBOD
(mg/l)/106


17
3.3.1.4. Nư c th i nuôi tr ng th y s n
T i thành ph Biên Hịa có hai hình th c ni tr ng th y s n,
đó là hình th c ni cá bè và ni cá ao.
a) Hình th c ni cá bè
b) Hình th c ni cá ao
3.3.2. T ng h p ñánh giá các ngu n th i trong lưu v c nghiên
c u

3.3.2.1. T ng h p lưu lư ng nư c th i và t i lư ng ơ nhi m
Trung bình m i ngày, các ho t ñ ng sinh ho t và s n xu t trên
ñ a bàn thành ph Biên Hồ đã th i ra sơng Đ ng Nai và sông cái
m t lư ng nư c th i kho ng 598138,68 m3 vào năm 2005, 656733
m3 vào năm 2010, 772457 m3 vào năm 2020 tương ñương v i t i
lư ng ô nhi m BOD5 kho ng 80812 kg/ngày vào năm 2005, 73825
kg/ngày vào năm 2010, 87048 kg/ngày vào năm 2020.
3.3.2.2. Đánh giá các ngu n gây ô nhi m
Lư ng nư c th i t ho t ñ ng nuôi tr ng th y s n là l n nh t
k ñ n là lư ng nư c sinh ho t và ti u th công nghi p, công nghi p
t p trung và th p nh t là lư ng nư c th i chăn nuôi heo. Lưu lư ng
nư c th i tăng d n t năm 2005 ñ n năm 2020.
T i lư ng phát sinh t ho t ñ ng sinh ho t và ti u th công
nghi p là l n nh t k ñ n là ho t ñ ng s n xu t công nghi p t p
trung, chăn nuôi heo và th p nh t là t i lư ng phát sinh t ho t đ ng
ni tr ng th y s n.


18
Chương 4
T NG QUAN V MƠ HÌNH TỐN MIKE 11
4.1. GI I THI U MƠ HÌNH TỐN MIKE 11
Mơ hình MIKE 11 là m t ph n m m k thu t chuyên d ng do
Vi n Thu l c Đan M ch (DHI) xây d ng và phát tri n trong kho ng
20 năm tr l i ñây, ñư c ng d ng đ mơ ph ng ch đ th y l c,
ch t lư ng nư c và v n chuy n bùn cát vùng c a sông, trong sông,
h th ng tư i, kênh d n và các h th ng d n nư c khác.
4.2. CƠ S

LÝ THUY T C A MƠ HÌNH

4.2.1. Cơ s lý thuy t mơ hình th y l c (HD) Mike11
Mơ ñun th y ñ ng l c là ph n quan tr ng nh t trong b mơ
hình MIKE11, đư c xây d ng trên h 2 phương trình Saint - Venant
cho dịng m t chi u khơng n đ nh.
4.2.1.1. H phương trình Saint - Venant
- Phương trình liên t c:
(4.1)
- Phương trình đ ng lư ng
(4.2)
4.2.1.2. Gi i h phương trình Saint – Venant theo phương pháp sai
phân 6 đi m n
Trong MIKE 11, các phương trình Saint - Venant ñư c gi i
b ng cách dùng lư c ñ sai phân h u h n 6 ñi m n Bbott-Inoescu
Trong lư c ñ này, các c p m c nư c và lưu lư ng d c theo
các nhánh sơng đư c tính trong m t h th ng các ñi m lư i xen k
như trong hình 4.4.


19
hj-4
Qj-3
hj-2
hj-4

Qj-1

hj

Qj+1

hj+2

Qj+3

hj+4

Hình 4.4: Nhánh sơng v i các đi m lư i xen k
a) Phương trình liên t c:
b) Phương trình ñ ng lư ng:
4.2.2. Cơ s lý thuy t mô hình ch t lư ng nư c Mike11
4.2.2.1. Các phương trình cơ b n

∂AC ∂QC ∂ 
∂C 
+
−  AD
 = − AKC + C2 q
∂t
∂x
∂x 
∂x 

(4.32)

4.2.2.2. Gi i phương trình t i khuy ch tán
Gi i phương trình b ng phương pháp sai phân h u h n theo
sơ đ sai phân 6 đi m Brian –Stone (hình 4.12)

Hình 4.12: Lư i tính theo sơ đ

n sơ đ sai phân Brian – Stone

4.2.2.3. Các ñi u ki n n ñ nh

Pe = v

∆x
> 2
D

(4.40)

Cr = v

∆t
<1
∆x

(4.41)


20
Chương 5
NG D NG MƠ HÌNH TỐN MIKE 11 MƠ PH NG ĐÁNH
GIÁ CH T LƯ NG NƯ C SÔNG Đ NG NAI ĐO N CH Y
QUA THÀNH PH
5.1. T NG QUAN V

BIÊN HỊA

MƠ HÌNH CH T LƯ NG NƯ C

MIKE 11
5.1.1. Khái ni m mơ hình
MIKE 11 bao g m m t t p h p các module c a mơ hình 1D
c a dịng ch y và ch t lư ng nư c trong các con sông và c a sơng.
5.1.2. Các q trình
Các module th y đ ng l c là c t lõi c a h th ng và nó đư c
gi i quy t ho c là phương trình th y đ ng l c ñ y ñ (St. Venant).
5.1.3. D li u yêu c u
Các biên t p trong giao di n Mike 11 cho phép ngư i dùng
nh p vào m t c t ngang, y u t HD, AD, WQ và các thơng s trong
đó đư c tham chi u t i m ng c a kho ng cách d c theo sơng.
5.1.4. Q trình ch y mơ hình
Mơ hình ch y hồn thành mơ ph ng HD trư c q trình AD
và các q trình mơ ph ng WQ. Khi mơ ñun HD ch y thành công, s
d ng k t qu mơ đun HD này đ ch y cho mơ ñun.
5.1.5. Các k t qu ñ u ra
Sau khi ch y thành công, MIKE 11 cung c p chu i th i gian
v m c nư c, dòng ch y và n ng ñ cho m i y u t ch t lư ng nư c.
5.2.

NG D NG MIKE 11 MÔ PH NG ĐÁNH GIÁ CH T

LƯ NG NƯ C SÔNG Đ NG NAI ĐO N CH Y QUA
THÀNH PH

BIÊN HỊA.

5.2.1. Sơ đ m ng lư i sơng


21
Sơ đ tính mơ hình th y l c m ng lư i sông Đ ng Nai t Tr
An – Sơng Bé đ n Long Đ i đư c phân thành 12 chi lưu ñư c t o
b i 7 nút sơng (hình 5.1), sơ đ tính (hình 5.3).

Hình 5.1: Sơ đ tính trong mơ hình th y l c t Tr An – Sơng Bé
đ n Long Đ i

Hình 5.3: Lư c đ m ng lư i sơng Đ ng Nai trong MIKE 11


22
5.2.2. Các phương án tính tốn
5.2.2.1. Các phương án tính toán th y l c
5.2.2.2. Các phương án ch t lư ng nư c
5.3. MÔ PH NG CHO PHƯƠNG ÁN HI N TR NG
5.3.1. Ch y mơ đun th y l c cho phương án hi n tr ng 2003
5.3.1.1. Đi u ki n biên
- Biên thư ng lưu:
+ Lưu lư ng x th c ño t i Tri An do Vi n Qui ho ch Th y l i
Mi n Nam ño t 01/03 ñ n 30/04/2003 (xem ph luc 5.1).
+ Lưu lư ng x trung bình t i Biên Phư c Hịa vào th i đi m
tháng 3/2003 là 110m3/s, tháng 4/2003 là 100m3/s.
- Biên H Lưu: M c nư c th c ño t i Long Đ i do Vi n Qui
ho ch Th y l i Mi n Nam ño t 1/3 - 30/4/2003 (xem ph l c 5.1).
5.3.1.2. Ch y và hi u ch nh các thơng s mơ hình th y l c
Đ ch y mơ hình HD, ta t o m t t p tin thông s HD

5.3.1.3. K t qu mô ph ng và hi u ch nh mơ hình
K t qu mơ ph ng và hi u ch nh, xác đ nh đư c bư c th i
gian, bư c khơng gian và h s Manning n c a các nhánh sông, m c
nư c mô ph ng tháng 4 t i tr m Biên Hịa

hình 5.11.

Hình 5.11: M c nư c mơ ph ng t i tr m Biên Hịa tháng 4/2003


23
5.3.2. Ch y mơ đun ch t lư ng nư c cho phương án hi n tr ng
5.3.2.1. Các thông s trong mơ đun ch t lư ng nư c
a) Nhi t ñ

nh hư ng ñ n s s c khí:

nh hư ng c a nhi t

đ đ n q trình s c khí đư c mơ ph ng b ng công th c (5.7):

K 2 (T ) = K 2 ( 20 0 C )θ T − 20

(5.7)

b) Như c u ơxy tr m tích: Vi c tiêu th oxy

t ng ñáy gi

thi t ph thu c vào n ng đ oxy hịa tan trong vùng nư c phía trên.

SOD = a* Cb [gO2/m2 day]

(5.8)

5.3.2.2. Phân tích đ nh y và hi u ch nh mơ hình ch t lư ng nư c
a) Mơ đun t i – khuy ch tán (AD): Trong mơ đun AD, thơng
s đư c hi u ch nh là h s phân tán,
b) Mô ñun ch t lư ng nư c (WQ): Mô ñun WQ tích h p v i
mơ đun AD và mơ ph ng các quá trình trong h th ng ph c h p.

5.3.2.3. Các đi u ki n biên
Mơ đun WQ ñư c thi t l p b ng cách s d ng đi u ki n biên
và dịng bên ñã ñư c mô t trong mô ñun HD.
5.3.2.4. K t qu mô ph ng và hi u ch nh
K t qu sai s hi u ch nh mơ hình cho DO và BOD th hi n
trong b ng 5.16.
B ng 5.16: Sai s hi u ch nh mơ hình ch t lư ng nư c
M c hi u qu hi u

TT

Ch tiêu ch t lư ng nư c mô ph ng

1

N ng đ DO

93

2

N ng Đ

91

ch nh mơ hình (%)

5.3.2.5. Nh n xét
K t qu mô ph ng DO và

t MIKE 11 khá tương thích

v i th c đo. Tuy nhiên, v n cịn s đi m sai l ch l n v i th c ño.


24
5.4. K T QU MÔ PH NG CÁC PHƯƠNG ÁN PHÁT TRI N
Đ N 2020
5.4.1. Nhóm phương án các cơ s gây ơ nhi m đã di d i, chưa có
TXLNTSH
5.4.1.1. K t qu mơ ph ng (xem ph l c 5.4)
5.4.2.2. Nh n xét
Ch t lư ng nư c ño n sông này ñư c c i thi n hơn so v i hi n
tr ng, nhưng nhìn chung xu hư ng ô nhi m v n tăng theo th i gian.
5.4.2. Nhóm phương án các cơ s gây ô nhi m ñã ñư c di d i và
ñã xây d ng TXLNTSH t p trung
5.4.2.1. Trư ng h p TXLNTSH g p s c , hi u su t x lí đ t 0%
a) K t qu mơ ph ng: (xem ph l c 5.4)
b) Nh n xét: Trong trư ng h p này, m c đ ơ nhi m gia tăng
c c b t i khu v c các tr m x lý là r t l n.

5.4.2.2. Trư ng h p TXLNTSH g p s c , hi u su t x lí đ t 50%
a) K t qu mô ph ng: (Xem ph l c 5.4)
b) Nh n xét
V i hi u su t x lý ñ t 50%, ch t lư ng nư c trên đo n sơng
này đư c c i thi n ñáng k so v i các trư ng h p trư c. Tuy nhiên,
khi tr m s 2 ñ t t i p An Hưng, m c đ ơ nhi m sơng Cái đư c c i
thi n hơn khi tr m này ñ t t i h p lưu c a su i Linh và sông Cái.
5.4.2.3. Trư ng h p TXLNTSH g p s c , hi u su t x lí đ t 90%
a) K t qu mô ph ng (xem ph l c 5.4)
b) Nh n xét
Trong trư ng h p này, ch t lư ng nư c trên sơng Đ ng Nai và
sơng Cái đư c c i thi n ñáng k . Song, do ch u tác ñ ng c a nư c
th i nuôi tr ng th y s n và nư c th i KCN Biên Hịa I nên tình tr ng
ơ nhi m có xu hư ng tăng d n v h lưu.


25
K T LU N VÀ KI N NGH
1. K T LU N
- K t qu mô ph ng hi n tr ng ch t lư ng nư c sông Đ ng
Nai đo n ch y qua thành ph Biên Hịa cho th y: hiên t i sơng khơng
đ m b o ngu n c p nư c lo i B1 theo ch tiêu DO và khơng đ m b o
ngu n c p nư c lo i A1 theo ch tiêu BOD5, th m chí, trên nhánh
sơng Cái qua trung tâm thành ph , ch tiêu BOD5 khơng đ m b o
ngu n c p nư c lo i A2 theo QCVN 08: 2008/BTNMT.
- Qua tính tốn các phương án v i giá tr lưu lư ng thư ng
ngu n khác nhau thì xu th chung n u dịng ch y thư ng ngu n v
nhi u hơn thì ch t lư ng nư c s t t hơn tuy khơng nhi u.
- K t qu d báo đ n năm 2020 cho th y, n u chưa xây d ng
các TXLNTSH ho c ñã xây d ng nhưng b s c (XL0%) thì ch t

lư ng nư c gi m đi r t nhi u. Trên nhánh sơng Cái, ch tiêu
vư t quá qui chu n lo i B1 n u chưa xây d ng TXLNTSH s 3, và
không ñ m b o qui chu n lo i A2 n u TXLNTSH s 3 ñã xây d ng.
Tuy nhiên, n u các TXLNTSH đã hồn thành và ho t ñ ng v i hi u
su t 90% thì ch t lư ng nư c trên đo n sơng này ñư c c i thi n ñáng
k . Ch tiêu BOD5 t i các v trí đ u đ m b o ngu n c p nư c lo i A2
theo QCVN 08: 2008/BTNMT.
Tóm l i, ch t lư ng nư c sơng Đ ng Nai đo n ch y qua TP
Biên Hịa có đư c c i thi n hơn hay khơng là ph thu c vào q
trình lưu lư ng v t thư ng ngu n, vào s ñ u tư xây d ng các
TXLNTSH, vào công ngh x lý và hi u su t ho t ñ ng c a các tr m
x lý nư c th i.
2. KI N NGH
K t qu nghiên c u cho th y mơ hình MIKE 11 có th áp d ng
tương đ i hi u qu đ mơ ph ng và tính tốn d báo các phương án