- Trang Chủ
- Môi trường
- Mô phỏng sự thay đổi chất lượng nước sông Tô Lịch & Sông Nhuệ giai đoạn 2025-2030
Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
MÔ PHỎNG SỰ THAY ĐỔI CHẤT LƯỢNG NƯỚC
SÔNG TÔ LỊCH & SÔNG NHUỆ GIAI ĐOẠN 2025-2030
Lê Minh Thành
Trường Đại học Thủy lợi, email: thanhleminh@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG gồm nhiều mô đun với các tính năng và mục
đích khác nhau: mô đun mưa - dòng chảy
Nghiên cứu này mô phỏng một số thông số
(RR), mô đun thủy động lực (HD), mô đun
chất lượng nước chính gồm DO, BOD5, nhiệt
tải - khuếch tán (AD), mô đun chất lượng
độ, NH4+, NO3- của hai con sông Tô Lịch và nước (ECOLab)….
sông Nhuệ, với các kịch bản mô phỏng diễn Mô đun ECOLab tính toán mô phỏng 13
biến chất lượng nước các sông trong tương lai thông số chất lượng nước với 6 cấp độ khác
năm 2025 và 2030. Kết quả của nghiên cứu sẽ nhau, trong đó bao gồm oxy hoà tan trong
là cơ sở để đánh giá mức độ ô nhiễm nghiêm nước (Dissolved Oxygen - DO); nhu cầu ôxy
trọng của các sông trên trong trường hợp các sinh hoá (Biological Oxygen Demand - BOD);
cơ quan quản lý không có các giải pháp can Phốtpho; Amonia; Nitrate; Coliform; v.v.
thiệp nhằm cải thiện chất lượng nước. Mạng lưới của hai con sông nằm trên hệ
thống sông Nhuệ Đáy, trong đó: Sông Tô
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Lịch dài 13.4 km, giới hạn từ cống Bưởi đến
2.1. Khu vực nghiên cứu vị trí nhập lưu vào sông Nhuệ tại Phúc La;
Sông Nhuệ dài 73.5 km, kết nối nguồn nước
Khu vực nghiên cứu là lưu vực các con
sông Hồng tại cống Liên Mạc, hạ lưu sông
sông Tô Lịch, sông Nhuệ và thuộc lưu vực
Nhuệ nối với sông Đáy tại thị xã Phủ Lý…
sông Nhuệ - Đáy (hình 1). Dữ liệu mặt cắt địa hình được sử dụng cho
mô hình 1 chiều MIKE 11 là dữ liệu mặt cắt
ngang sông, trong đó số lượng mặt cắt ở sông
Nhuệ là 45, sông Tô Lịch là 32 mặt cắt.
Điều kiên biên thủy lực là các giá trị mực
nước/lưu lượng phía thượng nguồn và hạ lưu
của các sông Nhuệ và sông Tô Lịch. Biên
trên gồm giá trị mực nước cống Liên Mạc
tính cho sông Nhuệ, và giá trị quan trắc mực
nước tại cống Bưởi tính cho sông Tô Lịch.
Biên dưới là giá trị mực nước tại vị trí hợp
lưu sông Nhuệ với sông Đáy.
Điều kiện biên chất lượng nước trong mô
Hình 1. Sơ đồ hóa mạng lưới hai sông đun ECOLab là tại vị trí các biên thủy lực
cần phải có giá trị chất lượng nước tương
2.2. Xây dựng mô hình
ứng. Chất lượng nước tại các biên được thu
Nghiên cứu này sử dụng mô hình MIKE thập từ các đơn vị như Chi cục Bảo vệ Môi
11 (1-D) để xem xét cả lượng và chất của trường Hà Nội, Tổng cục Bảo vệ Môi trường
nguồn nước ở hai con sông. MIKE 11 bao (bảng 1).
277
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
Bảng 1. Một số giá trị thông số chất lượng a. Với mô hình thủy lực
nước tại sông Tô Lịch năm 2015 [2]
Việc hiệu chỉnh thông số của mô hình thủy
Giá QCVN 08-MT lực được thực hiện chủ yếu qua việc thay đổi
TT Thông số
trị (B1) hệ số nhám Manning để kết quả tính toán phù
1 DO (mg/L) 0.4 4
hợp với giá trị mực nước thực đo. Kết quả
hiệu chỉnh mực nước tính toán và giá trị mực
2 BOD5 (mg/L) 53.2 15 nước thực đo được trình bày đại diện cho vị
3 Ammonium (mg/L) 33.8 0.9 trí cống Nhật Tựu (sông Nhuệ) trong hình 2.
4 Nitrate (mg/L) 2.1 10 Kết quả hiệu chỉnh cho thấy tại các đường
quá trình mực nước tính toán là phù hợp với
Biên nguồn thải được tính ước lượng dựa thực đo về cả giá trị và cũng như hình dạng
vào tải lượng ô nhiễm của 5 nguồn thải chính đường quá trình.
có ảnh hưởng lớn đến chất lượng nước sông
theo dữ liệu thống kê nguồn thải (sinh hoạt,
công nghiệp, y tế, làng nghề, chăn nuôi) được
giả định là các nguồn thải điểm phân bố dọc
các sông, với thải lượng khoảng 200000
m3/ngày đối với sông Nhuệ, và khoảng
310000 m3/ngày đối với sông Tô Lịch [1]..
Trong quá trình hiệu chỉnh và kiểm
nghiệm mô hình, các chỉ số phần trăm sai số Hình 2. Kết quả hiệu chỉnh thủy lực
(PBIAS) và hệ số Nash Sutcliffe Efficiency tại cống Nhật Tựu (sông Nhuệ) năm 2015
(NSE) được sử dụng để đánh giá hiệu quả
của mô hình. Chỉ số PBIAS càng nhỏ hơn Kết quả của quá trình hiệu chỉnh thu được
±10% và chỉ số NSE càng tiến tới 1.0 thì sai là các hệ số nhám Manning cho từng đoạn vị
số giữa thực đo và mô phỏng càng nhỏ dần trí trên sông được trình bày trong bảng 2.
(Moriasi et al., 2007). Bảng 2. Kết quả hiệu chỉnh
Nghiên cứu này đưa ra 2 kịch bản mô hệ số nhám Manning (n)
phỏng tình trạng ô nhiễm nước của hai con
sông Tô Lịch, sông Nhuệ năm 2025 (1a) và TT Tên sông Đoạn (km) Hệ số nhám n
2030 (1b), với điều kiện các nguồn thải gia 1 Nhuệ 0 - 43.8 0.025
tăng theo thời gian nhưng hiện trạng hệ thống 2 Nhuệ 43.9 - 70.0 0.026
quản lý ô nhiễm không được đầu tư, cải
3 Tô Lịch 0 - 6.7 0.023
thiện, ví dụ như công suất xử lý của các nhà
máy xử lý nước thải tập trung hiện tại không Kết quả kiểm nghiệm mô hình thủy lực
thay đổi. ứng với thời đoạn năm 2016 cũng cho kết
quả tốt. Giá trị NSE cho mô hình thủy lực tại
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU cống Nhật Tựu (sông Nhuệ) đạt 0.89 - 0.90,
3.1. Hiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình còn giá trị PBIAS đạt 6.86% - 7.60% cho quá
trình hiệu chỉnh và kiểm nghiệm. Chứng tỏ
Dữ liệu khí tượng thủy văn được thu thập mô hình thủy lực có hiệu quả dự báo tốt.
từ năm 2000 đến năm 2018, dữ liệu chất
lượng nước thu thập trong giai đoạn 5 năm b. Với mô hình chất lượng nước
gần đây từ năm 2014-2018. Các dữ liệu của Việc hiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình
năm 2015 được sử dụng để hiệu chỉnh và chất lượng nước cũng được thực hiện với số
2016 được sử dụng để kiểm nghiệm mô hình liệu năm 2015 và 2016. Số liệu được trình bày
thủy lực và mô hình chất lượng nước. đại diện với thông số DO và BOD5 trên hình 3.
278
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
phép. Tại Phúc La (sông Nhuệ), các thông số
chất lượng nước dao động tương tự tại Cầu
Mới, tuy nhiên ít ô nhiễm hơn.
Kịch bản 1b (chất lượng nước hai sông
được mô phỏng đến 2030): Tại Cầu Mới, giá
trị DO trung bình cả năm thấp hơn 2 lần giá
a)
trị cho phép. Giá trị BOD5 cao nhất cũng cao
hơn 6 lần giá trị cho phép. Giá trị NH4+ cao
nhất vượt 38 lần tiêu chuẩn cho phép; trong
khi NO3- vẫn đạt tiêu chuẩn B1. So với chất
lượng nước năm 2025, giá trị DO trung bình
giảm 12%, trong khi giá trị NH4+ trung bình
tăng 23%. Tại Phúc La, mặc dù giá trị nồng
b) độ oxy hoà tan trung bình năm cao hơn 0.2
Hình 3. Kết quả hiệu chỉnh DO (a) mg/L so với trạm Cầu Mới, nhưng các thông
và BOD5 (b) tại sông Tô Lịch 2015 số BOD5, NH4+, NO3- phản ánh chất lượng
nước khu vực Phúc La ô nhiễm hơn. Giá trị
Kết quả hiệu chỉnh cho thấy giá trị chênh BOD5 cao hơn 6 lần tiêu chuẩn cho phép. Kết
lệch tương đối giữa quá trình tính toán và quả dự báo chất lượng nước sông giai đoạn
thực đo tại các vị trí kiểm tra đối với thông số 2030 cho thấy hai con sông sẽ ô nhiễm cao,
DO là 7.6%, BOD là 15.7%, NO3- là 16.5%, và một số chỉ số vượt từ 5-36 lần cho phép.
NH4+ là 1.8%. Kết quả nhiệt độ cho độ chính
xác với sai số nhỏ hơn trung bình
nguon tai.lieu . vn
