Tóm tắt Luận án Nghiên cứu khả năng chịu tải môi trường của sông phù sa, dưới ảnh hưởng của thủy triều - Phạm Thành Nhơn

c và sinh học. Quá trình này bao gồm quá trình tải, khuếch tán, phân tán, hấp thụ và quá trình biến đổi sinh hóa học (Huỳnh Vương Thu Minh, 2010). 2.2.2 Ảnh hưởng của phát triển công nghiệp đến chất lượng nước mặt sông Hậu Theo báo cáo của Bộ Kế hoạch và Đầu tư trong năm 2016, cả nước có 325 khu công nghiệp (KCN) và 16 khu kinh tế (KKT). Cả nước có 94,9 nghìn ha diện tích đất tự nhiên của các KCN, cùng với xấp xỉ 815 nghìn ha tổng diện tích mặt đất và mặt nước của các khu kinh tế. Đối với các KCN, diện tích đất công nghiệp có thể cho thuê chiếm khoảng 67% tổng diện tích đất tự nhiên. Trong đó 220 KCN đã đi vào hoạt động, 105 KCN đang trong giai đoạn đền bù giải phóng mặt bằng. 2.3. Mô hình cơ bản cho việc mô phỏng sự lan truyền chất một chiều trên sông 2.3.1 Tổng quan về mô hình chất lượng nước Mô hình chất lượng nước là một trong những công cụ quản lý chất lượng nguồn nước một cách tổng quát và toàn diện, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Trong những năm gần đây được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực dự báo ô nhiễm, đánh giá xu thế biến đổi chất lượng nước, khai thác sử dụng hợp lý nguồn nước và làm cơ sở khoa học cho việc bảo vệ và tổng hợp nguồn nước (Bùi Tá Long, 2008). Mô hình chất lượng nước là các phần mềm tính toán các chỉ tiêu phản ánh chất lượng nguồn nước. Các chỉ tiêu bao gồm: các chỉ tiêu vật lý, hóa học và các thành phần sinh học của nguồn nước trên cơ sở giải các phương trình toán học mô tả mối quan hệ giữa các chỉ tiêu phản ánh chất lượng nước cũng như các quá trình có liên quan đến nó. Theo Nguyễn Ngọc Lân, 2009), 2.3.2 Mô hình mô phỏng sự hình thành chất lượng nguồn nước Mô phỏng sự hình thành các nguồn gây ô nhiễm (các nguồn thải và tải lượng các chất thải) và sự thay đổi chất lượng nước theo thời gian và không gian. Thiết lập trên cơ sở ghép nối các mô hình thủy lực với mô hình lan truyền chất ô nhiễm trong dòng chảy như WSHMM, MIKE SYSTEM. Tuỳ thuộc đối tượng cụ thể, mục đích nghiên cứu đánh giá mà các loại mô hình kể trên được thiết lập, tính toán mô tả các quá trình trong không gian 1 hoặc 2, 3 chiều. 8 2.4 Kết quả nghiên cứu trên thế giới Ứng dụng mô hình toán MIKE 3 (các mô đun FM HD, FM MT và ECOLab) để mô phỏng động thái thủy lực dòng chảy và hình thái và địa mạo đáy sông về chế độ thủy lực (mực nước, lưu lượng dòng chảy) diễn biến chất lượng nước từ các nguồn điểm dọc theo sông Gota Alv nằm ở bờ biển phía tây của Thụy Điển. Mục tiêu của nghiên cứu này là để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình, và chạy mô hình để đánh giá việc vận chuyển từ một tập hợp các nguồn ô nhiễm điểm nước thải. Nghiên cứu này bước đầu tiên cung cấp sự hiểu biết biết tốt hơn về việc quản lý chất lượng nước vi sinh ở quy mô của toàn bộ dòng sông và cơ sở tốt hơn cho các quyết định bảo vệ khỏi các bệnh do nước uống thông qua tiêu thụ nước uống (Astrom J et al, 2007) (Martina Bocci Astrom J et al, 2006) sử dụng mô hình toán MIKE 3 để mô phỏng dòng chảy và vận chuyển nước thải và các chất gây ô nhiễm ở Biển Adriatic và trong vùng nước ven biển của Venice. Vùng biển Adriatic mới đã được thiết kế để xả nước thải sau khi xử lý tại nhà máy Fusina, một nhà máy xử lý lớn nằm ở Porto Marghera trong khu vực công nghiệp của Venice (Ý). Kết quả nghiên cứu chứng minh tác động được tạo ra bằng cách chuyển tải lượng ô nhiễm còn lại ra biển và do đó chứng minh rằng vị trí thoát mới cũng tương thích với việc bảo tồn môi trường ven biển. 2.5 Kết quả nghiên cứu ở Việt Nam (Trần Hồng Thái và ctv, 2007) sử dụng mô hình toán học để tính toán dự báo xu thế biển đổi chất lượng nước phụ thuộc vào các kịch bản kinh tế xã hội ở lưu vực sông Sài Gòn Đồng Nai. Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình MIKE 11 có thể áp dụng hiệu quả để mô phỏng và tính toán dự báo kịch bản của môi trường nước cho sông Sài Gòn Đồng Nai. Với tính chính xác, mềm dẻo và hiệu quả, việc ứng dụng mô hình MIKE 11 cho bài toán mô phỏng và dự báo lan truyền ô nhiễm cần được tiếp tục phát triển và ứng dụng cho các lưu vực sông khác của Việt Nam. Áp dụng bộ phần mềm DHI MIKE 21 tính toán quá trình tương tác động lực và chất lượng nước vùng cửa sông Sài Gòn - Đồng Nai. Việc bộ phần mềm DHI MIKE 21 để tính toán mô phỏng các đặc trưng thủy động lực (mực nước, vận tốc dòng chảy) và chất lượng nước (BOD5, DO) theo không gian, thời gian tại vùng cửa sông Sài Gòn-Đồng Nai; phân tích, đánh giá được sự tương tác giữa các đặc trưng thủy lực và sự lan truyền, pha loãng các chất ô nhiễm BOD5, DO theo không gian và thời gian tại vùng cửa sông Sài Gòn - Đồng Nai; chỉ ra được chế độ triều bán nhật đóng vai trò quan trọng trong quá trình của các chỉ tiêu chất lượng nước (lan truyền, pha loãng); vai trò của sự nhập lưu các nhánh sông 9 trong việc hình thành đặc điểm thủy động lực và chất lượng nước trên vùng cửa sông Sài Gòn - Đồng Nai; xác định giá trị định lượng và định tính của sự chênh lệch của mực nước, vận tốc dòng chảy, các chỉ tiêu chất lượng nước BOD5 và DO trên hai bờ các mặt cắt ngang trên vùng nghiên cứu (Bảo Thạnh, 2011) (Nguyễn Đức Nghĩa và ctv, 2009) nghiên cứu áp dụng mô hình hai chiều Mike ECOLad tính toán chất lượng nước trên sông Hậu (Đoạn từ Long Xuyên đến TP.Cần Thơ). Qua kết quả mô phỏng, tính toán của các mô hình thủy lực, chất lượng nước 2 chiều (MIKE 21 HD và ECOLab) cho thấy mô hình MIKE 21 đã được áp dụng tính toán cho một vùng nghiên cứu khá chi tiết, với kết quả đạt độ tin cậy cao. Nghiên cứu khả năng chịu tải chất ô nhiễm hữu cơ trong môi trường nước sông Cu Đê, tác giả đã tổng quan được tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về khả năng tự làm sạch, khả năng chịu tải ô nhiễm chất hữu cơ trong môi trường nước cũng như các điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội khu vực sông Cu Đê. Ngoài ra, tác giả cũng đã tổng quan được các phương pháp đánh giá khả năng tự làm sạch và khả năng chịu tải (Phùng Chí Sỹ, 2012) (Nguyễn Kỳ Phùng, 2009) thực hiện nghiên cứu xác định tổng tải lượng tối đa ngày phục vụ xây dựng hạn mức xả thải trên sông Sài Gòn - đoạn từ Thủ Dầu Một đến Nhà Bè. Kết quả đã đánh giá môi trường nước mặt sông Sài Gòn, đoạn chạy từ Thủ Dầu Một đến Nhà Bè. Tác giả đã kết hợp 2 mô hình toán MIKE 11 và mô hình SHADM. Tác giả đã xây dựng mô hình và dự báo tổng tải lượng các chất ô nhiễm và chất lượng nước của lưu vực sông Sài Gòn và có ý nghĩa rất quan trọng làm cơ sở khoa học cho việc tính toán khả năng tiếp nhận nước thải cho các lưu vực sông khác trên cả nước. (Nguyễn Minh Lâm, 2012) đã thực hiện nghiên cứu đánh giá khả năng chịu tải và đề xuất các giải pháp bảo vệ chất lượng nước sông Vàm Cỏ đông tỉnh Long An. Việc tính toán khả năng chịu tải nguồn nước sông, đây là cách tiếp cận đúng đắn và có cơ sở khoa học cao để đưa ra các giải pháp quản lý các nguồn thải, mô hình tổ chức, các cơ chế chính sách và các công cụ hỗ trợ rất thiết thực và phù hợp với tình hình thực tế ở địa phương để bảo vệ được chất lượng nước sông Vàm Cỏ Đông, cung cấp một bức tranh toàn diện về nguồn thải, dự báo tải lượng, sức chịu tải để cung cấp các căn cứ khoa học cho các đề xuất nhằm sử dụng bền vững nguồn nước mặt sông Vàm Cỏ Đông. 2.6 Lựa chọn mô hình đánh giá thích hợp với khu vực nghiên cứu Mô hình MIKE 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, được ứng 10 dụng để mô phỏng chế độ thủy lực, chất lượng nước và vận chuyển bùn cát vùng cửa sông, trong sông, hệ thống tưới, kênh dẫn và các hệ thống dẫn nước khác. MIKE 3 bao gồm nhiều mô đun có các khả năng và nhiệm vụ khác nhau như: mô đun mưa dòng chảy (RR), mô đun thuỷ động lực (HD), mô đun tải - khuếch tán (AD), mô đun sinh thái (Ecolab) và một số mô đun khác. Trong đó, mô đun thuỷ lực (HD) được coi là phần trung tâm của mô hình, tuy nhiên tuỳ theo mục đích tính toán mà chúng ta kết hợp sử dụng với các mô đun khác một cách hợp lý và khoa học. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng các mô đun HD, AD và Ecolab (Tô Văn Trường, 2012). Như vậy, qua phân tích tổng quan trên đây cho thấy, cho dù đã có rất nhiều các nghiên cứu, ứng dụng các mô hình một chiều, hai chiều được phát triển và mô phỏng các quá trình dòng chảy, xâm nhập mặn, và chất lượng nước ở sông Hậu đáng kể đến như mô hình một chiều, hai chiều sai phân hữu hạn mô phỏng đặc tính thủy lực, chất lượng nước, xâm nhập mặn và tính toán bồi xói,...nhưng hiện vẫn chưa có mô hình thủy động lực ba chiều thể hiện được tính phức tạp của dòng chảy xung quanh khu vực nghiên cứu và tính ứng dụng đối với việc nghiên cứu đặc tính thủy lực và chất lượng nước sông phù sa chịu sự chi phối của thủy triều. Để đáp ứng được nhu cầu thực tế đặt ra, nghiên cứu này đã thiết lập và xây dựng mô hình toán ba chiều xác định đặc tính thủy lực, mô phỏng sự thay đổi hình thái - địa mạo đoạn sông cũng như ứng dụng mô hình toán ba chiều mô phỏng diễn biến chất lượng nước lưu vực sông Hậu theo xu thế phát triển kinh tế - xã hội - kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng là rất cần thiết. 11 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Phương pháp tính toán khả năng chịu tải Căn cứ Thông tư số 02/2009/TT-BTNMT ngày 19 tháng 3 năm 2009 của Bộ tài nguyên và môi trường Quy định đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước. Khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước đối với chất ô nhiễm được tính theo phương trình sau: Khả năng tiếp nhận của nguồn nước đối với chất ô nhiễm ≈ Tải lượng ô nhiễm tối đa của chất ô nhiễm - Tải lượng ô nhiễm sẵn có trong nguồn nước của chất ô nhiễm 3.1.1 Tính toán tải lượng ô nhiễm tối đa của chất ô nhiễm Tải lượng tối đa chất ô nhiễm mà nguồn nước có thể tiếp nhận đối với một chất ô nhiễm cụ thể được tính theo công thức : Ltđ = (Qs + Qt) * Ctc * 86,4 (kg/ngày) Trong đó: Ltđ (kg/ngày) là tải lượng ô nhiễm tối đa của nguồn nước đối với chất ô nhiễm; Qs (m3/s) là lưu lượng dòng chảy tức thời nhỏ nhất ở đoạn sông cần đánh giá trước khi tiếp nhận nước thải, (m3/s); Qt (m3/s) là lưu lượng nước thải lớn nhất và Ctc (mg/l) là giá trị giới hạn nồng độ chất ô nhiễm đang xem xét được quy định tại quy chuẩn, tiêu chuẩn chất lượng nước để bảo đảm mục đích sử dụng của nguồn nước; và 86,4 là hệ số chuyển đổi đơn vị thứ nguyên từ (m3/s)*(mg/l) sang (kg/ngày). 3.1.2 Tính toán tải lượng ô nhiễm có sẵn trong nguồn nước tiếp nhận Tải lượng ô nhiễm có sẵn trong nguồn nước tiếp nhận đối với một chất ô nhiễm cụ thể được tính theo công thức: Ln = Qs * Cs * 86,4 (kg/ngày) Trong đó: Ln (kg/ngày) là tải lượng ô nhiễm có sẵn trong nguồn nước tiếp nhận; Qs (m3/s) là lưu lượng dòng chảy tức thời nhỏ nhất ở đoạn sông cần đánh giá trước khi tiếp nhận nước thải; Cs (mg/l) là giá trị nồng độ cực đại của chất ô nhiễm trong nguồn nước trước khi tiếp nhận nước thải và 86,4 là hệ số chuyển đổi đơn vị thứ nguyên từ (m3/s)*(mg/l) sang (kg/ngày). 12 3.1.3 Phương pháp tính toán và dự báo tổng tải lượng nguồn ô nhiễm do các KCN thải ra sông Hậu Tính toán và dự báo tổng tải lượng các nguồn thải phân tán a. Cơ sở tính toán và dự báo tổng tải lượng Để tạo cơ sở cho việc quản lý, kiểm soát ô nhiễm trong tương lai cho nguồn thải công nghiệp trong phạm vi nghiên cứu, tác giả đưa ra các kịch bản nghiên cứu, tính toán ô nhiễm trên lưu vực sông Hậu đến năm 2030 đối với 5 thông số chất lượng nước: TSS, BOD5, COD, N tổng, P tổng. Các kịch bản dựa trên cơ sở những điều kiện thực tế của hiện trạng (như hiện trạng ô nhiễm nguồn nước, hiện trạng xả thải và xử lý các nguồn nước thải công nghiệp và sinh hoạt trên lưu vực) và định hướng quy hoạch phát triển KTXH đến năm 2030 khu vực nghiên cứu. b. Phương pháp tính toán * Hiện tại Tải lượng hiện tại (Lhiện tại) = Lưu lượng thải hiện tại (Qhiện tại) x Nồng độ thải hiện tại (Chiện tại) 3.1.4 Tính toán khả năng tiếp nhận nước thải Khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm của nguồn nước đối với một chất ô nhiễm cụ thể từ một điểm xả thải đơn lẻ được tính theo công thức: Ltn = (Ltđ - Ln - Lt) * Fs Trong đó: Ltn (kg/ngày) là khả năng tiếp nhận tải lượng chất ô nhiễm của nguồn nước; Ltđ, Ln, Lt được xác định ở phần trên và Fs là hệ số an toàn. Nếu giá trị Ltn lớn hơn (>) 0 thì nguồn nước vẫn còn khả năng tiếp nhận đối với chất ô nhiễm. Ngược lại, nếu giá trị Ltn nhỏ hơn hoặc bằng (≤) 0 có nghĩa là nguồn nước không còn khả năng tiếp nhận đối với chất ô nhiễm. 3.2 Phương pháp thống kê và phương pháp tiếp cận dựa trên nguyên tắc quản lý tích hợp lưu vực sông Phương pháp này được thực hiện trên cơ sở kế thừa, phân tích và tổng hợp các nguồn tài liệu, tư liệu, số liệu thông tin có liên quan một cách có chọn lọc, từ đó đánh giá chúng theo yêu cầu và mục đích nghiên cứu, thu thập các thông tin về: điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội có liên quan; các kết quả nghiên cứu của các chương trình, đề tài khoa học, các dự án có liên quan đến nội dung nghiên cứu; các 13 bản đồ lưu vực sông, các kết quả nghiên cứu của các chương trình, dự án đã được thực hiện có liên quan và kết hợp với thống kê, thu thập các số liệu đo đạc, khảo sát ngoài thực địa để biểu diễn trên bản đồ sau cùng tác giả sẽ phân tích, đánh giá tài liệu. 3.3 Phương pháp đo đạc đặc tính thủy lực và địa mạo của Sông Hậu 3.3.1 Đo vẽ bình đồ và bình đồ lòng sông Bố trí dọc tuyến sông khu vực đo vẽ, mốc được đặt ở nơi vững chắc thuận tiện cho việc sử dụng và dẫn chuyền cao độ đo vẽ tổng số mốc được chọn để xây dựng là 12 mốc. Để có cao độ đo vẽ bình đồ khu vực, tiến hành đo dẫn thủy chuẩn từ các mốc quốc gia về các mốc gửi trong khu vực khảo sát bằng phương pháp đo đi, đo về với đường chuyền khép kín giữa các mốc cao độ hạng II và hạng III. Bình đồ địa hình lòng sông tỷ lệ 1/10.000 đo theo phương pháp đo sâu hồi âm, sử dụng máy đo sâu hồi âm ODOM ECHOTRACT MKIII kết hợp với hệ thống định vị toàn cầu GPS có sự hiệu chỉnh tọa độ thông qua hệ thống mốc khống chế và mốc quốc gia, gắn cao trình thông qua các vị trí quan trắc mực nước trên từng khu vực đo vẽ. 3.3.2 Phương án đo đạc Mực nước: Đọc trực tiếp số đọc trên thủy chí theo chế độ 24/24 giờ trong ngày đêm, liên tục trong thời kỳ đo đạc. Lưu tốc dòng chảy: Dùng máy cốc quay chuyên dụng một giờ đo một lần (24 lần/ngày) trên thủy trực đã định trước thả máy đo độ sâu thủy trực và xác định độ sâu các điểm đo, đo tốc độ dòng chảy từng điểm đo (6 điểm đo trên thủy trực), xác định hướng dòng chảy và mực nước tương ứng với lần đo. 3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu Phần mềm Excel được sử dụng để tính chiều dài, độ sâu, diện tích mặt cắt ướt và vận tốc dòng chảy cho từng mặt cắt của đoạn sông nghiên cứu; Sử dụng công cụ “đường cong phù hợp” (curve fitting tool) trong phần mềm Matlab để thiết lập hàm số y=axb. Từ đó, tính toán các hệ số a, b, c, f, k, m trong công thức W = aQb, D = cQf và V = kQm để tìm ra mối liên hệ hình học thủy lực giữa chiều rộng mặt nước, độ sâu thủy lực, vận tốc dòng chảy với lưu lượng dòng chảy. 14 3.4 Phương pháp phân tích Xử lý tổng hợp các số liệu thực đo thủy văn, thủy lực, địa hình, bản đồ lịch sử, phân tích diễn biến, hình thái đoạn sông. Phương pháp mô tả; phương pháp biểu đồ, đồ thị với nghĩa rộng bao gồm cả việc sử dụng bản đồ tổng hợp, bản đồ địa mạo, hình vẽ, sơ đồ khối và phương pháp ảnh bao gồm ảnh phối cảnh thông dụng, ảnh chụp từ máy bay, ảnh chụp từ vệ tinh. 3.5 Phương pháp mô hình toán Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng mô hình toán thủy lực - chất lượng nước ba chiều - MIKE 3 để mô phỏng động thái thủy lực dòng chảy và hình thái và địa mạo đáy sông về chế độ thủy lực (mực nước, lưu lượng dòng chảy) diễn biến chất lượng nước làm cơ sở khoa học cho việc xem xét đánh giá chất lượng nước theo thời gian trong điều kiện biên hiện tại và dự báo lan truyền chất hòa tan ô nhiễm lưu vực sông Hậu theo xu thế phát triển kinh tế - xã hội kết hợp với các kịch bản có sự thay đổi của dòng chảy từ thượng nguồn và nước biển dâng ở hạ lưu theo kịch bản biến đổi khí hậu của Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2016. 15 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4. Tính toán khả năng tiếp nhận nước thải từ các KCN 4.1. Khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm của sông Hậu từ KCN Thốt Nốt Từ các kết quả tính toán ở trên, kết hợp với hệ số an toàn Fs là 0,5 (0,3 < Fs <0,7) khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm của sông Hậu từ KCN Thốt Nốt được tính như sau: Bảng 4.1 Khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm của sông Hậu từ KCN Thốt Nốt hiện tại (Kg/ngày) Thông số TSS BOD COD TN TP Ltđ Hiện tại 32296 6459 16148 5383 215 Ln 117850 4285 11785 364 386 Lt Hiện tại 375 200 563 150 25 Ltn = (Ltđ - Ln – Lt)*Fs -42965 987 1900 2435 -98 Bảng 4.2 Khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm của sông Hậu từ KCN Thốt Nốt -Kịch bản 1 và 2 (Kg/ngày) Thông số TSS BOD COD TN TP Ltđ KB1 và 2 32659 6532 16330 5443 218 Ln 117850 4285 11785 364 386 Lt KB1 và 2 1670 860 2505 668 105.2 Ltn = (Ltđ - Ln – Lt)*Fs - 43431 694 1020 2206 -137 Bảng 4.3 Khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm của sông Hậu từ KCN Thốt Nốt - Kịch bản 3 (Kg/ngày) Thông số TSS BOD COD TN TP Ltđ KB3 32659 6532 16330 5443 218 Ln 117850 4285 11785 364 386 Lt KB3 960 576 1440 384 76.8 Ltn = (Ltđ - Ln – Lt)*Fs - 43075.5 835.5 1552.5 2347.5 -122.4 Dựa theo kết quả tính toán tại bảng 4.1, 4.2 và 4.43 cho thấy trong 5 thông số được chọn đánh giá thì TSS và TP đều giá trị Ltn âm, điều này chứng tỏ rằng 16 sông Hậu chỉ có khả năng tiếp nhận đối với các thông số BOD, COD, TN và không còn khả năng tiếp nhận đối với thông số TSS và TP từ nước thải của KCN Thốt Nốt. 4.2. Khả năng tiếp nhận nước thải từ KCN Trà Nóc 1 và 2 Bảng 4.4 Khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm của sông Hậu từ KCN Trà Nóc 1 và 2 - Hiện tại (Kg/ngày) Thông số TSS BOD COD TN TP Ltđ 30.430 6.086 15.215 5.072 203 Ln 61.137 3.007 8.018 290 250 Lt Hiện tại 1.200 600 1.800 480 72 Ltn = (Ltđ - Ln – Lt)*Fs -15.954 1.240 2.699 2.151 -60 Bảng 4.5 Khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm của sông Hậu từ KCN Trà Nóc 1 và 2 - Kịch bản 1, 2 và 3 (Kg/ngày) Thông số TSS BOD COD TN TP Ltđ 30.430 6.086 15.215 5.072 203 Ln 61.137 3.007 8.018 290 250 Lt 600 360 900 240 48 Ltn = (Ltđ - Ln – Lt)*Fs -15.654 1.360 3.149 2.271 -48 Dựa theo kết quả tính toán tại Bảng 4.4 và 4.5 cho thấy trong 5 thông số được chọn đánh giá thì TSS và TP đều giá trị Ltn âm, điều này chứng tỏ rằng sông Hậu chỉ có khả năng tiếp nhận đối với các thông số BOD, COD, TN và không còn khả năng tiếp nhận đối với thông số TSS và TP từ nước thải của KCN Trà Nóc 1 và 2. 4.3 Khả năng tiếp nhận nước thải của sông Hậu từ các khu công nghiệp Từ các kết quả tính toán ở trên, kết hợp với hệ số an toàn Fs là 0,5 (0,3 < Fs <0,7) khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm của sông Hậu được tính như sau: Bảng 4.6 Khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm của sông Hậu -Hiện tại (Kg/ngày) Thông số TSS BOD COD TN TP Ltđ 32.037 6.407 16.019 5.340 213,6 17 Ln 61.137 3.007 8.018 290 250 Lt Hiện tại 41.913 40.625 52.378 2.821 705 Ltn = (Ltđ - Ln – Lt)*Fs -35.507 -18.612 -2.2189 1.114 -371 Dựa theo kết quả tính toán tại Bảng 4.6 cho thấy trong 5 thông số được chọn đánh giá thì chỉ có TN có giá trị >0, điều này chứng tỏ rằng sông Hậu chỉ có khả năng tiếp nhận đối với các thông số TN từ nước thải của các KCN. Bảng 4.7 Khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm của sông Hậu -Kịch bản 1 (Kg/ngày) Thông số TSS BOD COD TN TP Ltđ 37.843 7.569 18.922 6.307 252 Ln 61.137 3.007 8.018 290 250 Lt 60.561 50.019 77.172 10.341 1.835 Ltn = (Ltđ - Ln – Lt)*Fs -41.928 -22.729 -33.134 -2.162 -917 Dựa theo kết quả tính toán tại Bảng 4.7 cho thấy với dự báo tải lượng chất thải theo kịch bản 1 thì sông Hậu không còn khả năng tiếp nhận nước thải của KCN đối với các thông số TSS, BOD, COD, TN, TP. Bảng 4.8 Khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm của sông Hậu -Kịch bản 2 (Kg/ngày) Thông số TSS BOD COD TN TP Ltđ 37.843 7.569 18.922 6.307 252 Ln 61.137 3.007 8.018 290 250 Lt 24.836 12.533 33.109 9.826 1.510 Ltn = (Ltđ - Ln – Lt)*Fs -24.065 -3.986 -11.102 -1.904 -754 Cũng như khả năng tiếp nhận chất thải theo kịch bản 1 ở trên, theo dự báo của kịch bản 2 thì bảng 4.8 cũng cho thấy sông Hậu không còn khả năng tiếp nhận nước thải của KCN đối với các thông số TSS, BOD, COD, TN, TP. Bảng 4.1 Khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm của sông Hậu -Kịch bản 3 (Kg/ngày) Thông số TSS BOD COD TN TP 18 Ltđ 37.843 7.569 18.922 6.307 252 Ln 61.137 3.007 8.018 290 250 Lt 12.993 7.795 19.340 4.936 1.037 Ltn = (Ltđ - Ln – Lt)*Fs -18.144 -1.616 -4.218 541 -517 Kết quả tại bảng 4.9 cho thấy, tại kịch bản 3, do chất thải được xử lý đạt tốt hơn (loại A) biểu hiện qua khả năng tiếp nhận TN của sông Hậu. 4.4 Kết quả từ mô hình thủy lực 4.4.1 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực Sau khi hiệu chỉnh và kiểm định mô hình được đánh giá thông qua hệ số tương quan R và hệ số Nash-Sutcliffe EI cho thấy độ tin cậy của mô hình là rất cao Kết quả mực nước, lưu lượng mô phỏng tại điểm quan sát phù hợp với kết quả thực đo (hệ số Nash-Sutcliffe EI = 0,96 và hệ số tương quan R = 0,99). Điều này cho thấy mô hình có thể được sử dụng để mô phỏng động thái thủy lực dòng chảy trên sông phù sa, dưới ảnh hưởng của triều và chịu chi phối của nhiều tác đông bên ngoài. Chính vì vậy mô hình đảm bảo độ tin cậy cao nghiên cứu cho các kịch bản giả định tiếp theo. a. Đối với lưu lượng Hình 4.1 Kết quả kiểm định giữa giá trị lưu lượng thực đo tại vị trí Q2- Ô Môn và giá trị mô phỏng 19 Hình 4.2 Quan hệ tuyến tính giữa giá trị lưu lượng thực đo tại vị trí Q2 - ÔMôn và giá trị mô phỏng - R = 0,96 b. Đối với mực nước Hình 4.3 Kết quả kiểm định giữa giá trị mực nước thực đo tại vị trí Q2- Ô Môn và giá trị mô phỏng Hình 4.4 Quan hệ tuyến tính giữa giá trị mực nước thực đo tại vị trí Q2 - Ô Môn và giá trị mô phỏng - R = 0,99 20 4.1.2 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình chất lượng nước Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định cho thấy các chỉ tiêu mô phỏng: DO, BOD5, NO3 -, NH4 +, Tổng Photpho đều phù hợp với kết quả thực đo. Sau khi hiệu chỉnh và kiểm định mô hình được đánh giá thông qua hệ số tương quan R và hệ số Nash-Sutcliffe EI cho thấy độ tin cậy của mô hình là cao (trên 76%). Kết quả mực nước mô phỏng tại điểm quan sát phù hợp với kết quả thực đo (hệ số Nash-Sutcliffe EI = 0,76 và hệ số tương quan R = 0,88). Hình 4.5 Kết quả kiểm định giữa giá trị DO “tầng mặt - giữa - đáy; bờ phải - giữa - Trái” thực đo tại vị trí Ô Môn và giá trị mô phỏng Hình 4.6 Kết quả kiểm định giữa giá trị BOD5 “tầng mặt - giữa - đáy; bờ phải - giữa - trái” thực đo tại vị trí Ô Môn và giá trị mô phỏng 21 Hình 4.7 Kết quả kiểm định giữa giá trị NO3- “tầng mặt - giữa - đáy; bờ phải - giữa - trái” thực đo tại vị trí Ô Môn và giá trị mô phỏng Hình 4.8 Kết quả kiểm định giữa giá trị NH4+ “tầng mặt - giữa - đáy; bờ phải - giữa - trái” thực đo tại vị trí Ô Môn và giá trị mô phỏng Hình 4.9 Kết quả kiểm định giữa giá trị Tổng photpho “tầng mặt - giữa - đáy; bờ phải - giữa - trái” thực đo tại vị trí Ô Môn và giá trị mô phỏng 22 Nhận xét: Với các kết quả được trình bày tại nêu trên, cho thấy các thông số mô phỏng DO, BOD5, NO3 -, NH4 + và Photpho tổng đều phù hợp với kết quả thực đo. Với kết quả này, cho thấy mô hình cho kết quả với độ chính xác cao và có thể sử dụng cho việc mô phỏng và dự báo diễn biến chất lượng nước theo thời gian trong điều kiện biên hiện tại và dự báo lan truyền chất hòa tan ô nhiễm lưu vực sông Hậu theo xu thế phát triển kinh tế - xã hội - kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam được Bộ Tài nguyên và Môi trường xây dựng và công bố năm 2016. 4.5 Mối tương quan các nguồn thải điểm được quan trắc ở hai bên bờ Cần Thơ và Đồng Tháp Vĩnh Long với khu vực thượng lưu, Ô Môn và hạ lưu vùng nghiên cứu Để đánh giá mức độ lan truyền chất ô nhiễm ở các nguồn thải điểm đã được đo tại các sông/kênh rạch ở hai bên bờ Cần Thơ và Đồng Tháp Vĩnh Long (Thốt Nốt, Ô Môn, Cái Chôm, Sang Trắng, Trà Nóc, Lai Vung, Cái Sâu, Bò Húc, Đà Đồng và Tân Quới) ảnh hưởng đến chất lượng nước ở khu vực thượng lưu, Ô Môn và hạ lưu vùng nghiên cứu, tiến hành đánh giá sự tương quan chất lượng nước tại các điểm đo thực tế nêu trên với vị trí biên thượng lưu, Ô Môn và biên hạ lưu dựa vào chỉ số tương quan được thiết lập và chỉ số tương quan được thiết lập theo hệ số tương quan R. Bảng 4.10 Mối tương quan tại các nguồn thải điểm được quan trắc với biên thượng nguồn Các chỉ tiêu hóa học Các vị trí BOD5 DO NH4+ NO3- P tổng Thốt Nốt 0,164 -0,15 0,96 0,97 0,203 Ô Môn 0,291 0,06 0,97 0,96 0,305 Cái Chôm 0,163 -0,151 0,96 0,98 0,678 Sang Trắng 0,262 0,057 0,98 0,97 0,777 Trà Nóc 0,806 -0,029 0,89 0,95 0,98 Lai Vung 0,226 -0,091 0,82 0,86 0,74 Cái Sâu 0,133 -0,049 0,83 0,87 0,071 Bò Húc 0,386 -0,169 0.86 0,88 0,341 Đà Đông 0,15