Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC
DÒNG CHÍNH SÔNG BA
Nguyễn Thị Minh Hằng
Trường Đại học Thủy lợi, email: hangntm@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG áp lực mạnh mẽ của các hoạt động phát triển,
đã gây ra các vấn đề môi trường, đặc biệt là ô
Sông Ba là con sông lớn nhất vùng ven biển
nhiễm nguồn nước. Trên lưu vực sông có
miền Trung với diện tích lưu vực 13.900 km²,
nhiều nhà máy, khu công nghiệp và khu dân
thuộc địa giới hành chính của 4 tỉnh Gia Lai,
cư xả nước thải không qua xử lý hoặc xử lý
Đăk Lăk, Phú Yên và Kon Tum. Dòng chính
chưa đạt yêu cầu xả trực tiếp xuống dòng
sông Ba bắt nguồn từ đỉnh núi cao Ngọc Rô
sông đã làm cho chất lượng môi trường nước
1.549 m của dải Trường Sơn. Từ thượng
khu vực ngày càng suy giảm.
nguồn đến An Khê, sông chảy theo theo
Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá
hướng Tây Bắc - Đông Nam sau đó chuyển được chất lượng nước của dòng chính sông
hướng Bắc Nam, đến cửa sông Hinh chảy theo Ba bằng mô hình MIKE11 và ECOLABO
hướng gần như Tây - Đông rồi đổ ra biển (DHI, 2007), từ đó đề xuất các biện pháp
Đông tại cửa Đà Rằng. Chiều dài sông chính quản lý để cải thiện chất lượng nước sông.
là 374 km, mật độ lưới sông 0,22 km/km2 Đối tượng nghiên cứu là hàm lượng oxy hòa
(Hình 1). tan DO, nhu cầu oxy sinh hóa BOD5. Phạm
vi nghiên cứu là dòng chính sông Ba, từ Thủy
điện sông Ba Hạ đến trạm Phú Lâm.
2. PHƯƠNG PHÁP VÀ KẾT QUẢ
2.1. Thiết lập mô hình cho vùng nghiên
cứu
Phạm vi của mô hình được thiết lập bao
trùm dòng chính sông Ba, từ Thủy điện sông
Ba Hạ đến trạm Phú Lâm (Hình 2). Trong đoạn
sông nghiên cứu, có 50 mặt cắt được đo đạc
năm 2012. Số liệu về lưu lượng được dùng để
làm điều kiện biên trên và để hiệu chỉnh và
kiểm định mô hình được thu thập tại trạm thủy
văn Ba Hạ có số liệu lưu lượng từ 2/4/2017 -
28/12/2017. Số liệu mực nước dùng trong tính
toán được đo tại các trạm thuỷ văn theo bước
thời gian 1 ngày. Trạm thủy văn có số liệu mực
Hình 1. Bản đồ lưu vực sông Ba nước được sử dụng bao gồm: trạm Củng Sơn
và trạm Phú Lâm. Biên trên là lưu lượng xả tại
Lưu vực sông Ba có ví trí quan trọng trong trạm Ba Hạ, biên dưới là quá trình mực nước
phát triển KTXH gắn liền với an ninh quốc triều thực đo có cùng thời gian tại trạm Phú
phòng. Hiện nay, lưu vực sông này đang chịu Lâm. Với số liệu chất lượng nước, thời gian
320
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
quan trắc sử dụng trong tính toán hiệu chỉnh
mô hình là tháng 5/2017 và trong tính toán
kiểm định mô hình là tháng 10/2017. Các chỉ
tiêu chất lượng nước xem xét là DO và BOD5.
Hình 3. Kết quả tính toán và thực đo
quá trình mực nước tại trạm Củng Sơn
(02/04/2017 - 31/08/2017)
Hình 2. Miền tính toán lập
cho vùng nghiên cứu
Mô hình mô phỏng thực chất được tích
hợp bởi 2 mô hình: mô hình tính thủy lực và
mô hình chất lượng nước (cấp độ 1). Vì vậy,
việc thiết lập được tiến hành tuần tự, trước Hình 4. Kết quả tính toán và thực đo
hết là thiết lập các thông số cơ bản, thực hiện quá trình mực nước tại trạm Củng Sơn
tiếp với tính toán thủy lực và cuối cùng là (01/09/2017 - 28/12/2017)
thiết lập mô hình chất lượng nước.
2.2.2. Mô hình chất lượng nước
2.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
Mô hình áp dụng: MIKE11 ECOLABO
2.2.1. Mô hình thủy lực Cấp độ 1. Mô hình được hiệu chỉnh, sử dụng
số liệu quan trắc hằng năm của Chi cục bảo
Thông số mô hình thủy lực là thông số vệ môi trường tỉnh Gia Lai tại: Xã Cài Lúi -
cuối cùng cần đưa vào mô hình, bao gồm các huyện Sơn Hòa, Xã Hòa An - huyện Phú
số liệu: hệ số Manning của các mặt cắt và Hòa, Phường Hòa Vinh - thị xã Đông Hòa.
đoạn sông. Điều kiện ban đầu: Giá trị lưu Dữ liệu nguồn thải chủ yếu xây dựng cho
lượng và mực nước tại thời đoạn đầu tại các nguồn thải công nghiệp, nguồn thải sinh hoạt
điểm nút trên mạng sông. Hệ số nhám (n hiện tại và tương lai theo các kịch bản phát
hoặc M) đây là thông số rất quan trọng và triển KTXH của khu vực nghiên cứu.
ảnh hưởng rất lớn đến kết quả tính toán. Việc Kết quả hiệu chỉnh mô hình chất lượng
xác định giá trị bộ hệ số nhám thông qua các nước cho thấy, các thông số chất lượng nước
bước hiệu chỉnh và kiểm định mô hình. tương đối sát so với thực tế (Hình 5a, 5b).
Qua so sánh, có thể thấy kết quả tính toán Như vậy, bộ thông số module ECOLAB sẽ
(Hình 3) khá phù hợp với tài liệu thực đo. được dùng để kiểm định tiếp tục cho năm
Kết quả cho thấy kết quả mô hình có hệ số 2017. Kết quả được thể hiện như trên Hình 6.
NASH là 91%. Kết quả này hoàn toàn có thể
chấp nhận được và có thể ứng dụng trong các
bước tiếp theo.
Việc kiểm định được thực hiện thông qua
việc áp dụng mô hình đã được hiệu chỉnh cho
chuỗi số liệu khác. Kết quả tính toán khá phù
hợp với tài liệu thực đo, với hệ số NASH
=87% (Hình 4). Hình 5a. Kết quả hiệu chỉnh DO (5/2017)
321
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
Hình 7. Kết quả BOD5 khi gia tăng
tải lượng thải 50% ở dọc sông Ba, so sánh
với QCVN08-MT:2015/BTNMT, KB1
Hình 5b. Kết quả hiệu chỉnh BOD5 (5/2017)
Hình 8. Kết quả BOD5 khi gia tăng
Hình 6: Kết quả kiểm định BOD5 (10/2017) tải lượng thải 50% ở dọc sông Ba so sánh
với QCVN08-MT:2015/BTNMT, KB2
2.3. Mô phỏng các kịch bản
Nghiên cứu xây dựng cho 02 kịch bản 3. KẾT LUẬN
(KB) dựa vào quy hoạch phát triển KTXH Bài báo này đã tính toán mô phỏng chất
khu vực. KB1: lưu lượng thải tăng 50% trong lượng nước trên dòng chính sông Ba. Kết quả
giả định có sự mở rộng quy mô sản xuất của tính toán cho thấy, chất lượng nước thay đổi
3 nhà máy; lưu lượng nước thượng nguồn giảm dần từ nguồn thải dọc theo dòng chảy.
tăng 10% và 20% vào mùa mưa và giảm 10% Từ kết quả mô phỏng kịch bản, có thể đề xuất
và 20% vào mùa khô. KB2: ứng với việc áp được các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước
dụng công nghệ xử lý nước thải được cải sông bao gồm các giải pháp phi công trình và
tiến, nồng độ của các thông số ô nhiễm trong
công trình. Giải pháp phi công trình phải kể
nước thải sau khi xử lý đạt QCVN 40:2011,
đến các chính sách quản lí, kiểm soát ô
cột B (đối với nước thải công nghiệp): Lưu
nhiễm, chính sách vận hành liên hồ chứa.
lượng thải tăng 50% (giống KB1); Lưu lượng
nước thượng nguồn giảm 10% và 20%. Giải pháp công trình: giảm thiểu ô nhiễm tại
Kết quả cho thấy, với KB1 chỉ tiêu DO đều nguồn, thu gom xử lí nước thải, xây dựng
đạt QCVN 08-MT:2015/BTNMT (cột A2) và mạng lưới trạm quan trắc trên lưu vực.
chỉ tiêu BOD5 chưa vượt mức B1 ở tất cả các
4. TÀI LIỆU THAM KHẢO
vị trí quan trắc. Kết quả này phản ánh việc lưu
lượng nước trên sông vẫn còn đủ lớn để pha [1] DHI (2007), MIKE 11, MIKE Ecolabo,
loãng và phân tán các chất ô nhiễm theo thời Hydrodynamic and Ecolabo Scientific
gian. Với KB2, các kết quả của chỉ tiêu DO và Documentation.
BOD5 ở trường hợp tải lượng gia tăng 50% [2] QCVN 08-MT:2015/BTNMT (2015), Quy
đều cho kết quả trong giới hạn QCVN 08- chuẩn quốc gia về chất lượng nước mặt, Bộ
MT:2015/BTNMT ở cột B1. Tài nguyên và Môi trường.
322
nguon tai.lieu . vn
