Nghiên ứu sử dụng phần mềm qual2kw trong quản lý hất lượng nướ một lưu vự sông

Trang 1 B GIÁO DỘỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ N I Ộ--- T ẠNGỌC HẢI LINH NGHIÊN C U S D NG PHỨỬ ỤẦN MỀM QUAL2KW TRONG QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MỘT LƯU VỰC SÔNG LUẬN VĂN THẠC S

B GIÁO D Ộ ỤC VÀ ĐÀO TẠ O

TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C BÁCH KHOA HÀ N I Ộ

-

T Ạ NGỌC HẢ I LINH

NGHIÊN C U S D NG PH Ứ Ử Ụ Ầ N MỀ M QUAL2KW TRONG

QUẢ N LÝ CH ẤT LƯỢNG NƯỚ C M ỘT LƯU VỰ C SÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THU T Ậ

QU Ả N LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜ NG

Hà N ộ i – Năm 2018

Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205210421000000

B GIÁO D Ộ ỤC VÀ ĐÀO TẠ O

TRƯỜNG ĐẠ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

-

T Ạ NGỌC HẢ I LINH

NGHIÊN C U S D NG PH Ứ Ử Ụ Ầ N MỀ M QUAL2KW TRONG

QUẢ N LÝ CH ẤT LƯỢNG NƯỚ C M ỘT LƯU VỰ C SÔNG Chuyên ngành: QU ẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜ NG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THU T Ậ

TS TR NH THÀNH Ị

Hà N ộ i – Năm 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sựhướng d n c a TS Tr nh Thành Các n i dung nghiên c u, k t qu ẫ ủ ị ộ ứ ế ả trong đề tài này

là trung thực và chưa công bố dưới b t k hình thấ ỳ ức nào trước đây Những số ệ li u trong các bảng bi u phể ục vụ cho vi c phân tích, nhệ ận xét, đánh giá được chính tác

gi thu th p t ả ậ ừ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong ph n tài li u tham kh o ầ ệ ả

Ngoài ra, trong luận văn còn sử ụng một số ận xét, đánh giá cũng như số

liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn

gốc Nếu phát hiện có bất kỳ ự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về s

nội dung luận văn của mình Trường đại học Bách Khoa Hà Nộ không liên quan i

đến nh ng vi ph m tác quy n, b n quy n do tôi gây ra trong quá trình th c hi n ữ ạ ề ả ề ự ệ(n u có) ế

Hà N i, ngày 13 tháng 09 ộ năm 2018

H C VIÊN Ọ

T Ngạ ọc Hải Linh

1

M ục lụ c

LỜI CAM ĐOAN 1

DANH MỤC HÌNH ẢNH 5

DANH MỤC BẢNG BIỂU 6

LỜI CẢM ƠN 7

MỞ ĐẦU 8

I Tính cấp thiết và ý nghĩa của đề tài nghiên cứu 8

II Mục tiêu và phương phápnghiên cứu 9

III Nội dung và phạm vi nghiên cứu 10

IV Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 10

V Kết cấu của luận văn 11

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÀ MỘT SỐ CÔNG CỤ TRỢ GIÚP QUÁ TRÌNH RA QUYẾT ĐỊNH QUẢN LÝ QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 12

1.1 Tổng quan về chất lượng nước và tầm quan trọng của nước về KT - XH - MT.12 1.1.1 Chất lượng nước và tầm quan trọng của nước 12

1.1.2 Hiện trạng chất lượng nước tại các lưu vực sông Việt Nam 14

1.1.3 Nguyên nhân suy thoái khối lượng và chất lượng nước tại các lưu vực sông 19 1.1.4 Hậu quả của ô nhiễm nguồn nước 20

1.2 Quản lý lưu vực sông và một số mô hình hóa hỗ trợ công tác quản lý lưu vực sông 21

1.2.1 Khái niệm chung về quản lý lưu vực sông 21

1.2.2 Một số chương trình quản lý lưu vực sông điển hình 23

1.2.3 Một số mô hình hỗ trợ trong quản lý môi trường, chất lượng nước 26

1.3 Giới thiệu về sông Đào Nam Định- 32

1.3.1 Lưu vực sông Đào Nam Định- 32

1.3.2 Nguồn gây ô nhiễm sông Đào Nam Định- 34

1.3.3 Thực trạng quản lý chất, kiểm soát ô nhiễm sông Đào Nam Định- 35

CHƯƠNG II: PHẦN MỀM QUAL2KW VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU37 2.1 Phương pháp nguyên cứu 37

2.1.2 Nguyên tắc phân đoạn sông 37

2.1.3 Cân bằng dòng chảy 39

2.1.4 Đặc điểm thủy lực 39

2

2.1.5 Thời gian chảy truyền 41

2.1.6 Lan truyền dọc theo sông 41

2.1.7 Cân bằng nhiệt 42

2.1.8 Cân bằng nồng độ 43

2.1.9 Các phản ứng hóa sinh 43

2.1.10 Biến phức hợp 44

2.1.11 Mối quan hệ giữa các biến của mô hình với dữ liệu 45

2.1.12 Các biến được sử dụng trong mô hình 47

2.2 Cơ sở hiệu chỉnh dữ liệu trong mô hình 49

CHƯƠNG III: ÁP DỤNG MÔ HÌNH QUAL2KW TRONG QUẢN LÝ LƯU VỰC SÔNG ĐÀO NAM ĐỊNH– 52

3.1 Kết quả thu thập dữ liệu và hiệu chỉnh mô hình 52

3.1.1 Thu thập dữ liệu về địa hình, thủy lực, khí tượng thủy văn 53

3.1.2 Tính toán các nguồn nước thải vào sông Đào Nam Định– 57

3.1.3 Chất lượng nước sông Đào Nam Định tháng 6 năm 2015- 61

3.1.4 Các hệ số động học được sử dụng trong mô hình 63

3.2 Kết quả hiệu chỉnh mô hình chất lượng nước sông 67

3.3 Ứng dụng mô hình QUAL2Kw trong quản lý chất lượng nước lưu vực sông Đào theo các kịch bản 70

3.3.1 Tính toán mô hình hóa cho các kịch bản 72

3.3.2 Kết quả tính toán mô hình cho các kịch bản 76

3.4 Đề xuất giải pháp quản lý 79

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 83

1 Kết luận 83

2 Những khuyến nghị 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

PHỤ LỤC 87

3

KT-XH-MT Kinh t - ế Xã hội - Môi trường

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TN&MT Tài nguyên và môi trường

Hình 1.7 Sơ đồ ị trí sông Đào Nam Đị v - nh

Hình 2.1 Cách phân đoạn của QUAL2Kw cho sông đơn

Hình 2.2 Chia đoạn sông thành các ph n t ầ ử

Hình 2.3 Cân b ng dòng ch y ằ ả

Hình 2.4 M t cặ ắt hình thang

Hình 2.5: Cân b ng nhi t cằ ệ ủa đoạn sông i

Hình 2.6 Cân b ng khằ ối lượng

Hình 2.7 Mô hình động lượng và quá trình lan truyền chất

Hình 3.1 Các đoạn sông

Hình 3.2 Nguồn nước chảy vào và ra khỏi đoạn sông

Hình 3.3 Kết qu mô ph ng nhiả ỏ ệt độ và k t qu ế ả đo thực

DANH M C BỤ ẢNG BIỂU

B ng 2.1: Các bi n trong mô hình QUAL2Kw ả ế

B ng 3.1 Các d liả ữ ệu về đị a hình, thủy lực

B ng 3.2 Thông s ả ố các đoạn sông

B ng 3.3ả Thống s ố khí tượng qua các năm

B ng 3.4ả Chất lượng nước ranh giới thượng ngu n ồ

B ng 3.5ả Vị trí các ngu n th i so v i cuồ ả ớ ối đoạn sông

B ng 3.6ả Lượng nước thải sinh ho t thạ ải vào đoạn sông

B ng 3.7ả : Nồng độ các chất ô nhi m cễ ủa các nguồn th i ả

B ng 3.8ả Chất lượng nước th i KCN 2015 ả

B ng 3.9ả Chất lượng nước mặt LVS Đào Nam Định –

B ng 3.10ả Lượng nước th i sinh ho t thả ạ ải vào đoạn sông

Bảng 3.11 Các hệ số động học

B ng 3.12 Giá tr tính toán RMSE và sai s gi a mô hình và thả ị ố ữ ực tế

B ng 3.13ả Lượng nước th i sinh ho t thả ạ ải vào đoạn sông

B ng 3.14ả Nồng độ các chất ô nhi m cễ ủa các nguồn th i ả

B ng 3.15 Chả ất lượng nước th i KCN 2015 ả

B ng 3.16ả Lượng nước th i sinh ho t thả ạ ải vào đoạn sông giai đoạn 2030

B ng 3.17ả Nồng độ các chất ô nhi m cễ ủa các nguồn th i trong giai ả

đoạn 2030

B ng 3.18 Chả ất lượng nước th i theo k ch bả ị ản 3 và 4

6

L I CỜ ẢM ƠN

Luận văn thạc sỹ ỹ k thuật chuyên ngành Quản lý tài nguyên và Môi tường

với đề tài “Nghiên cứu sử ụng phần mềm d QUAL2Kw trong quản lý chất lượng nước m t ộ lưu vực sông” là kết qu c a quá trình c g ng không ng ng c a b n thân ả ủ ố ắ ừ ủ ả

và được s ự giúp đỡ ộ, đ ng viên khích l c a các th y, b n bè đồệ ủ ầ ạ ng nghiệp và người thân Qua trang vi t này tôi xin g i l i cế ử ờ ảm ơn tới những người đã giúp đỡ tôi trong

th i gian hờ ọc tập - nghiên c u khoa hứ ọc vừa qua

Tôi xin ỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đ i với Thầy giáo TS TrịốThành đã trực ti p tế ận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài li u c n thi t cho lu n ệ ầ ế ậvăn này

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Viện Khoa học và Công ngh ệ Môi trường, Lãnh đạ trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho o tôi hoàn thành t t ố Luân văn ủa mình c

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn đ ng nghiệp, đơn vị công tác đã giúp ồ

đỡ tôi trong quá trình h c t p và th c hi n Luọ ậ ự ệ ận văn

Hà N i, ngày 13 tháng 09 ộ năm 2018

H C VIÊN Ọ

T Ngạ ọc Hải Linh

7

của riêng một quốc gia mà còn là vấn đề ủa tất cả các tập thể, cá nhân, mọi vùng, c

mọi khu vực ở khắp nơi trên trái đất Song song với sự phát triển về kinh tế thì con người càng ngày th i ra nhi u ch t thả ề ấ ải vào môi trường làm cho chúng b suy thoái ị

và ô nhiễm nặng nề ảnh hưởng đến môi trườ, ng và s c khứ ỏe cộng đồng mà trong đó chất lượng nước là mối quan tâm hàng đầu, cùng với đó thì việc sử ụ d ng tài nguyên nước m t cách không hộ ợp lý đã dẫ ớn t i nhi u h u qu nghiêm tr ng ề ậ ả ọ ảnh hưởng đến môi trường s ng cố ủa con người và toàn b sinh vộ ật trên trái đất Có qu n lý t t, ả ố

kiểm soát được nguồn nước sử ụng đầu vào thì ta ới có thể làm giảm bớt và khắc d m

ph c tình trụ ạng nước bị ô nhiễm

Hiện nay, phần lớ chất lượng nướn c mặt các con sông, suối, ao hồ nói chung

tại Việt Nam đã và đang có dấu hiệu suy gi m vả ề chất lượng, nguyên nhân của sự suy giảm này chủ ế y u do các hoạt động của con người gây ra Do đó, cần có s ựđánh giá mô phỏng chất lượng nước m t thặ ời điểm hi n tệ ại và tương lai để có th có ểcác biện pháp gi m thiả ểu các tác động gây ô nhiễm tới chất lượng nước

S ự mô phỏng chất lượng nước bằng công cụ toán học là một nhánh khoa học đang phát triển, đạt được thành công l n trong nhớ ững năm gần đây Các mô hình toán h c là công cọ ụ cơ bản cho tính toán định lượng cũng như áp dụng vào thực tế khi nghiên c u mô ph ng chứ ỏ ất lượng nước kênh, sông Để có thể quản lý t t chố ất lượng nước c n ph i ầ ả đưa ra ự d báo các tình hu ng, di n bi n chất lượng nước theo ố ễ ế

từng thời điểm, vị trí, các sự ố nguy hi m có th c ể ể ả x y ra hiện tại cũng như trong tương lai Công tác d báo ự chính xác cần phải có mô hình đúng, ừ đó mới đưa ra t các kết qu d báo chính xác ả ự tương ứng với các kịch b n có th x y ra Trong th c ả ể ả ự

tế, các ết quả thực nghiệk m trực tiếp với các kênh sông ự t nhiên được sử ụng để d

8

hiệu chỉnh các thông số ủa mô hình và đánh giá sự tương hợp của mô hình c Trên

cơ sở mô hình đúng, bài toán quản lý s ẽ đưa ra các phương hướng, gi i pháp t t ả ố

nh t ấ theo hướng các kết qu d báo ả ự tương ứng với các kịch b n ả

Để mô phỏng chất lượng nước kênh sông cần phải giải quyết bài toán dòng chảy trong h th ng kênh sông cùng bài toán lan truy n ch t Các bài toán lan ệ ố ề ấtruyền chất ô nhiễm đư c xác đ nh bởi các hệ phương trình vi phân đạo hàm riêng ợ ị

mô tả các đ nh lu t v t lý cơ b n Các ị ậ ậ ả phương trình này mô tả ự s di chuy n lưu chất ểtrên kênh sông và s lan truyự ền nh ng ch t hòa tan khác nhau ữ ấ

QUAL2Kw

Mô hình là mô hình chất lượng nước sông tổng hợp được phát triển do sự ợp tác giữa trường Đại học Tufts University và Trung tâm mô hình chất hlượng nước c a Củ ục môi trường Mỹ Mô hình này được s d ng rử ụ ộng rãi để ự d đoán hàm lượng t i tr ng c a các ch t th i cho phép th i ả ọ ủ ấ ả ả vào sông Chính vì v y tôi ậ

lựa chọn đề tài “Nghiên cứu sử dụng phần mềm QUAL2Kw trong quản lý chất lượng nước một lưu vực sông” để góp ph n vào công tác qu n lý và s d ng b n ầ ả ử ụ ề

v ng nguữ ồn tài nguyên nước mặ tại LVS t nói chung và áp dụng thực tế tại LVS Đào

tỉnh Nam Định nói riêng

II Mục tiêu và phương phápnghiên cứu

2.1 Mục tiêu chung

QUAL2Kw Nghiên cứu, đánh giá, áp dụng phần mềm trong trong quản lý

một lưu vực sông

2.2 Mục tiêu cụ thể

- Tìm hiểu, đánh giá về phần mềm QUAL2Kw

- Tìm hiểu cơ sở lý thuy t, thu t toán trong phế ậ ần mềm

- Áp dụng phần mềm, mô phỏng chất lượng nước trong lưu vực sông Đào – sông Nam Định, tỉnh Nam Định

- ánh giá chĐ ất lượng nước mặ ạ lưu vực sông Đào Nam Địt t i - nh

- Đánh giá các nguồn gây ô nhiễm nước m t ặ

- Đề xu t gi i pháp nhấ ả ằm quản lý nguồn nước mặt thông qua mô hình

9

2.3 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp mô hình hóa bằng phần mềm QUAL2Kw để tính toán, mô

ph ng chỏ ất lượng nước

- Phương pháp phân tích và tổng h p tài li u ợ ệ

- Phương pháp đánh giá

III Nội dung và phạm vi nghiên cứu

- Nghiên c u mô hình QUAL2Kw ứ

- Ứng dụng mô hình QUAL2Kw để tính toán, mô hình hóa chất lượng nước

mặt sông Đào theo không gian và theo các kịch b n quả ản lý

- Hi n tr ng chệ ạ ất lượng nước sông Đào

- T m quan tr ng c a nguầ ọ ủ ồn nước sông Đào về KT-XH-MT

- Những bất cập trong quản lý (pháp luật, chính sách, nhận thức của người dân v.v…) khai thác, s d ng nguử ụ ồn nước dẫn đến xu ng c p c v ố ấ ả ề chất lượng, khối lượng nước

-Phạm vi nghiên cứu: Để có cơ sở đánh giá chất lượng nước mặt tỉnh Nam Định và đưa ra các biện pháp qu n lý, trong phả ạm vi đề tài chọn sông Đào tỉnh Nam Định làm đối tượng nghiên cứu, trong đó sẽ ậ t p trung nghiên c u mô hình hóa cho ứ

một đoạn sông Các thông số chất lượng chủ ếu được nghiên cứu và đánh g : DO, y iáBOD, COD, Nitơ, pH, Coliform, …

IV Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Cung c p thông tin v hi n tr ng chấ ề ệ ạ ất lượng nước sông Đào.

- Nâng cao nhận thức và vai trò của cộng đ ng trong việc quản lý và sử ụồ d ng

hợp lý tài nguyên nước

- Cung cấp giải pháp h u hi u v qu n lý tài nguyên ữ ệ ề ả và môi trường

V Kết cấu của luận văn

Luận văn được trình bày ngoài các ph n M u, K t lu n và Tài li u tham ầ ở đầ ế ậ ệ

khảo luận văn có 3 chương chính như sau:

Chương I: ổT ng quan v hi n trề ệ ạng môi trường nước và m t s công c tr ộ ố ụ ợgiúp quá trình ra quyết định qu n lý chả ất lượng nước

Chương II: Mô hình QUAL2Kw và phương pháp nghiên cứu

Chương III: Áp dụng mô hình QUAL2Kw trong quản lý lưu vực sông Đào – Nam Định

11

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN V HI N TRỀ Ệ ẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÀ

M T S CÔNG C TR GIÚP QUÁ TRÌNH RA QUYỘ Ố Ụ Ợ ẾT ĐỊNH QUẢN LÝ

Nước còn đóng vai trò là nhân tố quan trọng tác đ ng trực tiếp hoặc gián tiếp ộlên h u hầ ết các lĩnh vực kinh t , xã h i: t nông nghi p, công nghi p, du lế ộ ừ ệ ệ ịch đến các vấn đề ề ứ v s c kh e ỏ

- Nhu cầu về nước trong công nghiệp:

Sự phát triển càng ngày càng cao của nền công nghiệp trên toàn thế giới càng làm tăng nhu cầu về nước, đặc biệt đối với một số ngành sản xuất như chế biến thực phẩm, dầu mỏ, giấy, luyện kim, hóa chất , chỉ 5 ngành sản xuất này đã

tiêu thụ ngót 90% tổng lượng nước sử dụng cho công nghiệp í dụ: cần 1.700 lít Vnước để sản xuất một thùng bia chừng 120 lít, cần 3.000 lít nước để lọc một thùng dầu mỏ chừng 160 lít, cần 300.000 lít nước để sản xuất 1 tấn giấy hoặc 1,5 tấn thép, cần 2.000.000 lít nước để sản xuất 1 tấn nhựa tổng hợp [6]

- Nhu cầu về nước trong nông nghiệp:

Sự phát triển trong sản xuất nông nghiệp như sự thâm canh tăng vụ và mở rộng diện tích đất canh tác cũng đòi hỏi một lượng nước ngày càng cao Người ta ước tính được mối quan hệ giữa lượng nước sử dụng với lượng sản phẩm thu được trong quá trình canh tác như sau: để sản xuất 1 tấn lúa mì cần đến 1.500 tấn nước, 1 tấn gạo cần đến 4.000 tấn nước và 1 tấn bông vải cần đến 10.000 tấn nước Dự báo

12

nhu cầu về nước trong nông nghiệp đến năm 2000 sẽ lên tới 3.400 km3/năm, chiếm 58% tổng nhu cầu về nước trên toàn thế giới [6]

- Nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí:

Theo ước tính thì các cư dân sinh sống kiểu nguyên thủy chỉ cần 5 - 10 lít nước/ người/ ngày Ngày nay, do sự phát triển của xã hội loài người ngày càng cao nên nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí ngày cũng càng tăng theo nhất là ở các thị trấn và ở các đô thị lớn, nước sinh hoạt tăng gấp hàng chục đến hàng trăm lần nhiều hơn Theo sự ước tính đó thì đến năm 2000, nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí sẽ tăng gần 20 lần so với năm 1900, tức là chiếm 7% tổng nhu cầu nước trên thế giới [6]

Ngoài ra, còn rất nhiều nhu cầu khác về nước trong các hoạt động khác của con người như giao thông vận tải, giải trí ở ngoài trời như đua thuyền, trượt ván, bơi lội nhu cầu này cũng ngày càng tăng theo sự phát triển của xã hội

- Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới

Trong thập niên 60, ô nhiễm nước lục địa và đại dương gia tăng với nhịp độ đáng lo ngại Tiến độ ô nhiễm nước phản ánh trung thực tiến bộ phát triển kỹ nghệ Ví dụ như nước Anh: Ðầu thế kỷ 19, sông Tamise rất sạch Nó trở thành ống cống lộ thiên vào giữa thế kỷ này Các sông khác cũng có tình trạng tương tự trước khi người ta đưa ra các biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt Nước Pháp rộng hơn, kỹ nghệ phân tán và nhiều sông lớn, nhưng vấn đề cũng không khác bao nhiêu Dân Paris còn uống nước sông Seine đến cuối thế kỷ 18 Từ đó vấn đề đổi khác: các sông lớn và nước ngầm nhiều nơi không còn dùng làm nước sinh hoạt được nữa, 5.000 km sông của Pháp bị ô nhiễm mãn tính Sông Rhin chảy qua vùng kỹ nghệ hóa mạnh, khu vực có hơn 40 triệu người, là nạn nhân của nhiều tai nạn (như nạn cháy nhà máy thuốc Sandoz ở Bâle năm 1986) thêm vào các nguồn ô nhiễm thường xuyên

Tại Trung Quốc: Vụ nổ tại nhà máy hóa dầu ở Thành phố Cát Lâm (13/1/2005) gây ô nhiễm nghiêm trọng sông Tùng Hoa với chất benzen, nồng độ ô nhiễm vượt quy chuẩn cho phép đến 50 lần [6]

13

1.1.2 Hiện trạng chất lượng nước tại các lưu vực sông Việt Nam

Theo Luật tài nguyên nước Việt Nam được ban hành năm 2012, LVS được

hiểu là vùng đất mà trong phạm vi đó nước mặt, nước dưới đất chảy tự nhiên vào sông và thoát ra m t c a chung ho c thoát ra biộ ử ặ ể Lưu vựn c sông gồm có lưu vực sông liên tỉnh và lưu vực sông n i t nh ộ ỉ

Nước ta có địa hình đồi núi chiếm đ n 3/4 diện tích lãnh thổ, tập trung phần ế

l n ớ ở vùng Đông Bắc, Tây Bắc và miền Trung, ph n di n tích còn l i là châu th và ầ ệ ạ ổ

đồng b ng phù sa, ch y u là ằ ủ ế ở Đồng b ng sông Hằ ồng và Đồng b ng sông C u ằ ửLong Vi t Nam nệ ằm trong khu v c nhiự ệt đới gió mùa, mặc dù lượng mưa trung bình nhiều năm trên toàn lãnh thổ vào khoảng 1.940 mm/năm nhưng do ảnh hưởng

của địa hình đồi núi, lượng mưa phân bố không đều trên cả nước và biến đổi mạnh theo thời gian đã và đang tác động lớn đến trữ lượng và phân bố tài nguyên nước ở

Vi t Nam ệ

Việt Nam có hơn 2.360 con sông có chiều dài từ 10 km trở lên, trong đó có

109 sông chính Toàn qu c có 16 LVS v i diố ớ ện tích lưu vực lớn hơn 2.500 km2, 10/16 lưu vực có di n tích trên 10.000 kmệ 2 Tổng diện tích các LVS trên cả nước lên đến trên 1.167.000 km2, trong đó, phần lưu v c n m ngoài di n tích lãnh th ự ằ ệ ổchiếm đến 72% [6]

chảy nước mặt hàng năm lên đến 830 - 840 tỷ m3/năm [6] Tuy nhiên, Việt Nam không phải là quốc gia giàu về nước Tài nguyên nước của nước ta phụ thuộc nhiềuvào các nước có chung nguồn nước phía thượng lưu, với gần 2/3 tổng lượng nướcmặt hàng năm là ngoài biên từ giới chảy vào Chất lượng nước mặt của Việt Nam đang có chiều hướng ngày càng bị suy thoái, ô nhiễm, cạn kiệt bởi nhiều nguyên nhân Trong đó, sự gia tăng dân số, gia tăng nhu cầu về nước do gia tăng chất lượngcuộc sống, đô thị hoá cũng như quản lý, bảo vệ, khai thác, sử dụng tài nguyên nước kém hiệu quả, thi ếu bền vững đang là mối đe dọa an ninh nguồn nước và nguy có

cơ kéo theo sẽ nhiều hệ luỵ khó lường

14

suy rõ sông, kênh, Chất lượng các nguồn nước mặt đang giảm rệt Nhiều hồ,

rạch ở các thành phố lớn, các khu dân cư tập trung đang dần biến thành nơi chứa

c ác chất thải đô thị, chất thải công nghiệp chưa qua xử lý khu Ở vực nông thôn, tình trạng ô nhiễm môi trường nước mặt từ nguồn nước thải sinh hoạt, sản xuấtnông nghiệp, chăn nuôi và sản xuất của các làng nghề cũng đang cần sự quan tâm kịp thời

Tại các LVS, ô nhiễm và suy thoái chấ lượng nước tiếp tục xảy ra ởt nhiều đoạn, t p trung ậ ở vùng trung lưu và hạ lưu (đặc bi t là các đo n ch y qua khu v c ệ ạ ả ự

đô thị, khu công nghiệp, làng ngh ), nhiề ều nơi ô nhiễ đã ở ứm m c nghiêm trọng, như

ở LVS Nhu - ệ Đáy, LVS Cầ , LVHTS Đồu ng Nai M c đ ô nhi m ph thu c vào ứ ộ ễ ụ ộ

yếu tố ủy văn của dòng chảy (mứ th c đ ô nhiễm thường tăng cao hơn vào mùa khô) ộ

và đặc bi t ph thu c vào vi c ki m soát các ngu n thệ ụ ộ ệ ể ồ ải đổ vào nguồn nước

t Môi trường nước mặt tại các khu vực bị ô nhiễm hầu hế do các chất hữu cơ

cải thiệ môi trường, tăng cường quản lý và việc thực ện hi n các đ án BVMT, đầu tư ềnâng c p, cấ ải thiện cảnh quan môi trường mộ ốt s sông h kênh r ch trong n i thành ồ, ạ ộcác đô thị ớ như l n Tp H Chí Minh và Hà N i Qua s li u th ng kê trong báo cáo ồ ộ ố ệ ốmôi trường Qu c gia ố giai đoạn 2011 2015, t- a có th nh n th y di n bi n ch t ể ậ ấ ễ ế ấlượng nước của nước ta qua m t s ộ ố lưu vực sông điển hình như sau [1] :

15

Hình 1.1 Di n bi n giá tr COD trên sông Kễ ế ị ỳ Cùng và ph ụ lưu

trong giai đoạn 2011 -2015 [1]

Hình 1.2 Di n bi n giá tr COD trên sông khác thuễ ế ị ộc LVS Hồng - Thái Bình trong

giai đoạn 2011 -2015[1]

16

Hình 1.3 Di n bi n t l ễ ế ỷ ệ vượt chuẩn của một số thông s ố trong nước mặt trên LVS

Cầu giai đoạn 2011 - 2015 [1]

Hình 1.4 Di n biễ ến hàm lượng Amoni sông Sài Gòn giai đoạn 2011 - 2015

17

Hình 1.5 Di n biễ ến hàm lượng DO trên sông Sài Gòn giai đoạn 2011 - 2015 [1]

Hình 1.6 Di n biễ ến hàm lượng COD trong nước mặt thu c LVS Mê Công ộ

giai đoạn 2011 - 2014 [1]

18

Tài nguyên nước ở nước ta được sử dụng chủ yếu phục vụ sản xuất nông nghiệp, ngư nghiệp, cấp nước cho sinh hoạt, thuỷ điện và công nghiệp:

- Tài nguyên nước sử dụng cho nông nghiệp: Bao gồm nước tưới cho đất nông nghiệp, cho chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản

- Tài nguyên nước sử dụng sản xuất điện: Nước ta có tiềm năng thủy điện dồi dào, với hơn 2.000 sông suối lớn, nhỏ phân bố trên khắp lãnh thổ

- Tài nguyên nước sử dụng cung cấp cho sản xuất công nghiệp và dân cư: Sử dụng nước cho sinh hoạt được xem xét ở hai khu vực là thành thị và nông thôn

- Tài nguyên nước sử dụng cho giao thông vận tải: Trong giao thông vận tải cũng cần sử dụng một lượng nước tương đối lớn cho các công việc như: nước rửa đường, tưới cây, rửa phương tiện giao thông, nước làm mát…

Nước dùng trong sinh hoạt của dân cư ngày càng tăng nhanh do tăng dân số

và các đô thị Nước cống từ nước thải sinh hoạt cộng với nước thải của các cơ sở tiểu thủ công nghiệp trong khu dân cư là đặc trưng ô nhiễm của các đô thị ở nước ta 1.1.3 Nguyên nhân suy thoái khối lượng và chất lượng nước tại các lưu vực

Nhận thức của nhiều cơ quan quản lý, tổ chức và cá nhân có trách nhiệm về nhiệm

v bụ ảo vệ môi trường nước chưa sâu sắc và đ y đầ ủ, chưa thấy rõ ô nhiễm môi trường nước là lo i ô nhi m gây nguy hiạ ễ ểm trực ti p, hàng ngày và khó khế ắc phục

đố ới đờ ống con người cũng như sựi v i s phát tri n b n v ng cể ề ữ ủa đất nước

- Theo các chuyên gia môi trường, ngoài nguyên nhân gây ô nhiễm nước tự

nhiên do mưa lũ, gió bão thì ở nước ta, nguyên nhân chính gây ô nhiễm nguồn nư c ớ

là nước th i sinh ho t, y t , công nghi p và nông nghi p Các ngu n th i này hi n ả ạ ế ệ ệ ồ ả ệnay đang có xu hướng gia tăng cả ề ố lượ v s ng và quy mô do không kiểm soát được ngu n gây ô nhi m ồ ễ

19

- S hự ạn chế, bất cập của cơ ch , chính sách, pháp luật về ảo vệ môi trường ế b

và việc tổ chức th c hi n cự ệ ủa các cơ quan chức năng Mặc dù Việt Nam đã có một

s luố ật như Luật Bảo vệ Môi trường 2005 và hiện nay là Luật Bảo vệ Môi trường 2014; Luật Tài nguyên nước s a đ i 2012 cùng v i các văn bử ổ ớ ản hướng d n th c ẫ ự

hiện cụ th ể đã được đưa ra như: Ngh ị định số 19/NĐ CP ngày 14 tháng 02 năm

-2015 quy định chi ti t thi hành m t s ế ộ ố điều Lu t B o v ậ ả ệ Môi trường, Ngh nh s ị đị ố38/2015/NĐ CP ngày 24 tháng 04 năm 2015 về- qu n lý ch t th i và ph li u; ngoài ả ấ ả ế ệ

ra Bộ Tài nguyên và môi trường cũng đã ban hành các Thông tư 38/2015/TTBTNMT về ả c i t o, phạ ục hồi môi trường trong khai thác khoáng sản và m t sộ ố ngh ị định liên quan đến ki m soát ô nhi m nguể ễ ồn nước

Nhìn chung ới hệ ống pháp luật trong bảo vệ tài nguyên nướ , quản lý nước thải đã được ban hành và khá hoàn thi n, vi c tri n khai, tuân th trên th c ệ ệ ể ủ ự

tiễn đã có nhiều tiến bộ, phù h p xu th phát tri n kinh t - xã hợ ế ể ế ội của đất nước

Tuy nhiên, những quy định chun v n ẫ chưa được c thụ ể, xác định rõ trách nhiệm, trong khi tình trạng ô nhiễm nước ở Việt Nam chưa được ngăn ngừa một cách bài bả Đã có yêu cần u s dử ụng mô hình trong công tác đánh giá sức tải nhưng

vẫn chưa thậ ự ụ ểt s c th

- Các cấp chính quyền chưa nhận th c đ y đ ứ ầ ủ và quan tâm đúng mức đ i v i ố ớcông tác b o vả ệ môi trường, dẫn đến buông l ng qu n lý, thi u trách nhi m trong ỏ ả ế ệ

vi c ki m tra, giám sát v ệ ể ề môi trường

- Công tác tuyên truyền, giáo dục về ảo vệ môi trường trong xã hội còn hạn b

chế, dẫn đến chưa phát huy được ý th c tứ ự giác, trách nhi m củệ a các tổ ức, cá chnhân, cộng đồng trong việc tham gia gìn giữ và b o vả ệ môi trường nói chung và nguồn tài nguyên nước nói riêng

1.1.4 Hậu quả của ô nhiễm nguồn nước

Nước là nguồn tài nguyên quan trọng để duy trì sức khỏe con người và hàng ngày mỗi người cần có từ 20 - 40 lít nước không ô nhiễm để ỏ th a mãn nhu cầu cơ

bản (ăn uống, vệ sinh) và khoảng 50 lít nước nếu cả ắm và nhu cầu bếp núc Do đó, tkhi nguồn nước bị ô nhiễm s ẽ ảnh hưởng trực tiếp đến s c khứ ỏe củ con ngườa i

20

- Bệnh liên quan đến nước: Về tổng thể bệnh liên quan đến nước là một nguyên nhân hàng đầu dẫn đến tử vong hoặc ốm đau ở rất nhiều nơi thuốc các nước đang phát triển Các bệnh liên quan đến nước được gây ra bởi dung nguồn nước ô nhiễm do chất thải con người và động vật chứa những ký sinh trùng, vi khuẩn hoặc

vi rút gây bệnh

- Ô nhiễm hóa chất: Một loạt các căn bệnh khác đã tác động lên các nước đang phát triển cũng như các nước công nghiệp là do phản ứng với ô nhiễm nước do hóa chất như kim loại, chất độc và các hợp chất tổng hợp khó phân hủy Việc nhiễm các hóa chất có trong nước liên quan đến nhiều bệnh kinh liên bao gồm ung thư, tổn thương phổi và đẻ non… Một số hóa chất như PCB, DDT, dioxin và ít nhất 80 chất bảo vệ thực vật được coi là “hủy diệt nội tạng” là những hóa chất có thể can thiệp vào sinh lý tự nhiên của con người làm giảm sức đề kháng bệnh tật và tác động đến sức khỏe sinh sản

- V ệ sinh và cung cấp nước sạch: Vệ sinh và cung cấp nước sạch đang bị ả c n

tr do ô nhiở ễm môi trường nước

Như vậy, hiện nay, một số khu v c trên lãnh th Viự ổ ệt Nam đang phả ối đ i m t ặ

với sự thiếu nước và ô nhiễm nguồn nước Cùng với quá trình phát triển kinh tế

mạnh mẽ thì nhu cầu sử ụng nước trong tương lai tăng, do đó, sự d thiếu hụt càng

trầm trọng hơn Điều đó cho thấy việc quản lý bền vững nguồ tài nguyên nướn c và

đảm b o chả ất lượng nướ ốc t t là yêu c u r t c n thiầ ấ ầ ết đố ới v i Vi t Nam ệ

1.2 Quản lý lưu vực sông và một số mô hình hóa hỗ trợ công tác quản lý lưu

vực sông

1.2.1 Khái niệm chung về quản lý lưu vực sông

Quản lý lưu vực sông là công tác nghiên cứu đặc tính của lưu vực nhằm mục đích phân loại m c đ b n v ng và ứ ộ ề ữ ảnh hưởng c a các công trình, d ủ ự án đến ch c ứnăng của lưu vực tác động đến th m th c v t, đ ng vả ự ậ ộ ật và con người trong ranh gi i ớlưu vực Các thông s ố đánh giá bao gồm nguồn nước c p, chấ ất lượng nước, tháo nước qua kênh dẫn, nước mưa, luật pháp và công tác quy ho ch và s dạ ử ụng lưu vực Ngườ ử ụng đấi s d t, chính sách s dử ụng đất, các chuyên gia quản lý nước m t, các ặ

21

nhà hoạt động môi trường, các nhà đánh giá và cộng đồng sử ụng nước đóng mộ d t vai trò thiết yếu trong công tác quản lý lưu vực sông (wikipedia)

hTrong nhịp độ phát triển ngày nay, các lưu vực sông ở ầu hết các khu vực trên thế ới đề gi u ph i ch u áp lả ị ực rấ ớt l n của các hoạt động phát tri n kinh t xã hể ế ội,

nhất là các tác đ ng lên bềộ mặt lưu vực do gia tăng tốc đ khai thác sử ụng tài ộ dnguyên tự nhiên, đặc biệt là s phá r ng lự ừ ấy gỗ ấ, l y đất canh tác, sự gia tăng các chất th i làm suy gi m chất lượng nướả ả c do gia tăng tốc độ đô thị hóa và công nghiệp hoá Một số lưu vực sông đã và đang bị suy thoái trầm trọng và ngày càng

xa với các đi u kiệề n b n v ng khiề ữ ến cho năng lực của dòng sông ngày càng giảm sút, gia tăng các mâu thuẫn trong s d ng nư c gi a các ngành dùng ử ụ ớ ữ nước khác nhau cũng như giữa thượng lưu và hạ lưu Có th th y rõ m t th c t là các lưu v c ể ấ ộ ự ế ựsông ngày nay đáp ứng ngày càng khó khăn hơn các nhu cầu xã h i khác nhau, bao ộ

gồm nhu cầu cơ b n của con người như nước dùng cho sinh hoạt, nước cho các hoạt ả

động s n xuả ất, và cũng vì thế ngày nay càng c n phầ ải tăng cường hoạt động quản

lý lưu vực sông

Mục đích của quản lý lưu vực sông Theo quan điểm của phát triển bền vững thì quản lý lưu vực sông có ba mục đích chủ ế y u sau:

- B o v ả ệ các các chức năng của sông và lưu vực sông;

- Quản lý và sử ụng bền vững tài nguyên nước trong mối quan hệ ới đất và d vcác tài nguyên sinh thái khác;

- H n ch ạ ế suy thoái và duy trì môi trường của sông và lưu vực sông b n v ng ề ữcho các thế ệ ệ ại và tương lai h hi n t

Việc thực hiện quản lý lưu vực sông sẽ giúp cho con người có thể quản lý

bảo vệ các chức năng của hệ sinh thái trên cạn và dưới nước, bảo vệ toàn bộ năng

suất của các nguồn tài nguyên trong một thời gian lâu dài, bảo vệ và cải thiện chất lượng môi trường c a lưu vực sông không cho nó suy thoái Đồủ ng th i, trong qu n ờ ả

lý lưu vực sông ngoài quản lý tài nguyên nước, các ho t đ ng qu n lý còn ph i ạ ộ ả ảvươn rộng hơn sang các tài nguyên liên quan khác như tài nguyên đất, r ng, qu n lý ừ ả

và b o vả ệ các h ệ sinh thái lưu vực, quản lý các hoạt động của con người trên lưu

22

vực có ảnh hưởng đến các tài nguyên như là việc định cư dân số, phát triển đô thị, công nghi p, nông nghi p ệ ệ

Quản lý LVS là một vấn đề đã được thực hiệ ởn nhiều quốc gia trên thế ớ gi i trong nửa cuối thế ỷ k 20 và phát triển mạnh trong nh ng thữ ập kỷ gần đây nhằm đ i ốphó v i sớ ự khan hiếm nước, sự gia tăng ô nhiễm nước, sự suy thoái các ngu n tài ồnguyên thiên nhiên và ảnh hưởng c a biủ ến đổi khí h u Nhiậ ều nước, đặc biệt là các nước phát triển như các nước châu Âu, M , Pháp, Úc, Trung Quỹ ốc, Nhật Bản,… đã

s d ng nhi u mô hình t ử ụ ề ổ chức qu n lý LVS rả ất đáng để ọc tậ h p kinh nghiệm

1.2.2 Một số hương trình ản lý lưu vực sông điển hình c qu

- Hệ thống quản lý lưu vực sông ở nước Pháp:

- Pháp là một quốc gia có điều kiện kinh tế xã hội phát triển, vấn đề chất lượng và số lượng tài nguyên nước đã được qua tâm từ rất sớm (Ban hành Luật nước năm 1964) Dựa vào 6 sông lớn, ở Pháp đã ghép một số sông nhỏ gần 6 sông lớn thành 6 lưu vực sông và lấy việc quản lý thống nhất theo 6 LVS này làm nền tảng của việc quản lý nước Ở mỗi cấp lưu vực có Uỷ ban Lưu vực và Cơ quan quản

lý lưu vực [5]:

Việc áp dụng hệ thống quản lý này đã giúp tiết kiệm được TNN đáng kể, trong dó các Uỷ ban LVS và cơ quan quản lý lưu vực sông đóng vài trò trong

6 Ủy ban lưu vực

6 Cơ quan quản lý lưu vực

Các chi cục nước Các Chi cục môi trường vùng cũng chịu trách nhi m qu n lý môi ệ ảtrường theo lưu vực

C c Quụ ản lý nước

23

việc quản lý chung về chất lượng và số lượng nước và hệ sinh thái Sử dụng các công cụ kỹ thuật và công cụ khoa học kỹ thuật hện đại, áp dụng các công cụ kinh tế thu phí, giá, thuế là công cụ nhằm đảm bảo sử dụng nước tiết kiệm Qua đó, chất gây ô nhiễm thải vào nguồn nước được quản lý chặt chẽ, chất lượng nước cấp nâng cao đáng kể, cảnh quan mặt nước sông hồ được cải thiện,

Mô hình quản lý theo các uỷ ban LVS song song với Cục quản lý nước

đã được thực hiện tại Pháp từ những năm 1960 là một ví dụ điển hình chứng minh xu hướng tổ chức quản lý theo LVS là hệu quả và phù hợp cho đến ngày nay

- Tại Trung Quốc:

Trong bối cảnh phát triển kinh tế xã hội, dân số, công nghiệp, nông - nghiệp nhanh chóng đã gây áp lực lớn đến các con sông tại quốc gia này Chất lượng nước sông bị ô nhiễm nghiêm trọng, nhu cầu sử dụng nước trong lưu vực lớn nhưng lưu lượng nước tương đối nhỏ Đối mặt với những thách thức TNN,

Ủy ban bảo tồn sông đã được thành lập có nhiệm vụ quản lý toàn diện LVS

Đến nay, ở Trung Quốc hiện có 7 Ủy ban quản lý LVS, nhưng chỉ duy cónhất Ủy ban sông Hoàng Hà quản lý trực tiếp toàn lưu vực với ba nhiệm vụ cơ bản là quản lý vùng hạ lưu, quản lý lũ, quản lý và phân phối nguồn nước [5] Nhiệm vụ của ủy ban gồm:

+ Thực thi, hướng dẫn và giám sát việc thi hành các luật và quy định (luật Nước, luật Bảo vệ đất và nước) trong phạm vi lưu vực;

+ Xây dựng các chính sách, kế hoạch chiến lược, các chương trình trung

và dài hạn về phát triển TNN trên toàn lưu vực;

+ Cùng với các cơ quan và các chính quyền địa phương, xây dựng quy hoạch tổng thể và các quy hoạch chuyên ngành có liên quan nhằm quản lý thống nhất TNN, quan trắc và đánh giá TNN trên lưu vực;

+ Hướng dẫn và điều phối các lĩnh vực: bảo vệ TNN, quản lý sông hồ và vùng cửa sông, phòng chống lũ lụt; điều phối giải quyết các tranh chấp về nước

24

giữa các ngành và các địa phương, hướng dẫn và quản lý tổng thể các khu vực bị xói mòn nặng, chỉ đạo công tác bảo vệ chống xói mòn của các địa phương; kiểm tra các dự án kỹ thuật do trung ương và địa phương đầ tư; u

- Tại Australia:

Để quản lý LVS Murray - Darling [5] là một trong những con sông lớn trên thế giới với diện tích lưu vực khoảng 1 triệu km2, Một mô hình quản lý đã được thành lập vào năm 1985 bao gồm một hội đồng, một ủy ban và nhiều nhóm đại diện cho các cộng đồng Cơ cấu này tạo nên một diễn đàn để hoạch định các chính sách và chiến lược trong việc chia sẻ nguồn nước và quản lý những vấn đề nghiêm trọng về môi trường trong lưu vực

Chức năng của hội đồng là: Xem xét các vấn đề về chính sách liên quan đến lợi ích chung của chính quyền và các bang trong quy hoạch và quản lý nhằm

sử dụng hiệu quả và bền vững các nguồn TNN, đất và môi trường của lưu vực Murray - Darling; đề xuất và xem xét các biện pháp nhằm sử dụng hiệu quả và bền vững các tài nguy ên đó (Biên bản thỏa thuận lưu vực Murray + Darling, 1992) Là một diễn đàn chính trị, Hội đồng có quyền đưa ra các quyết định liên quan đến toàn lưu vực thông qua quyết định đồng thuận Hội đồng dựa vào chính quyền các bang để thi hành các quyết định đó

+ Ủy ban có 4 chức năng chính: (1) tư vấn cho hội đồng về các vấn đề quy hoạch, phát triển và quản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên trong lưu vực; (2) giúp hội đồng đề ra các giải pháp nhằm sử dụng hiệu quả và bền vững các nguồn tài nguyên thiên nhiên trong lưu vực; (3) điều phối việc thực hiện hoặc khi được hội đồng giao, trực tiếp thực hiện các giải pháp đó; (4) triển khai các chính sách và quyết định của hội đồng

-

Mô hình quản lý lưu vực Murray Darling hiện đang hoạt động khá hiệu quả và được nhiều nước coi như là một trong những mô hình mẫu mực cần được học tập

Từ một số quy trình và hệ thống tổ chức quản lý hiện đang được áp dụng trên thế giới, tác giả nhận thấy, chuỗi các bước thực hiện quy trình quản lý chất

25

lượng nước hoặc LVS về cơ bản tương tự nhau Quy trình bắt đầu từ sự xác lập mục tiêu, sử dụng các công cụ kỹ thuật (quan trắc, phân tích, mô hình hóa ) xác định hiện trạng và đánh giá dự báo chất lượng nước, đưa ra quyết định phù hợp, thực thi quyết định và cuối cùng đánh giá lại quy trình thực hiện sau một thời gian thực hiện Các quy trình khác nhau có hướng dẫn chi tiết cụ thể khác nhau để phù hợp đặc trưng riêng của từng LVS, nhưng không có sự khác nhau nhiều giữa các bước thực hiện cơ bản

Chất lượng nước LVS của Việt Nam không phải chất lượng nước tốt (như các nước châu Âu) và mục tiêu của Việt Nam là vừa đảm bảo phát triển KT-XH vừa phát triển bền vững môi trường, nên cần lựa chọn quy trình quản lý chất lượng nước phù hợp, hiệu quả nhưng không đòi hỏi đầu tư kinh tế kỹ thuật quá

cao để đảm bảo tính khả thi trong áp dụng nghiên cứu bước đầu

Bên cạnh đó, bởi quá trình quản lý LVS đòi hỏi quản lý theo một thể thống nhất với khối lượng dữ liệu thông tin rất lớn mà nếu không có công cụ mô hình hóa thì không thể xử lý hết, hơn nữa để có cơ sở đưa quyết định quản lý đúng cần

dự đoán được xu hướng và đánh giá các kịch bản phát triển trong tương lai Như vậy, công cụ mô hình hóa là công cụ kỹ thuật không thể thiếu của quá trình quản

lý LVS Việc lựa chọn một công cụ mô hình phù hợp với quy trình quản lý là điều cần thiết

1.2.3 Một số mô hình hỗ trợ trong quản lý môi trường, chất lượng nước

A, Khái niệm chung về mô hình hóa trong môi trường

Mô hình hóa môi trường là cách tiếp cận toán học mô phỏng diễn biến chất

lư ng môi trư ng dượ ờ ới ảnh hưởng của một hoặc tập hợp các nhân tố có kh ảnăng tác

động đ n môi trưế ờng, d ựbáo tác đ ng môi trưộ ờng và kiểm soát các ngu n ô nhi m ồ ễ

Hiện nay, lực lư ng quản lý, nghiên cợ ứu môi trường phải đang đối phó với một loạt các ch t ô nhiấ ễm trải qua sinh học phức tạp và quá trình phi sinh học trong

đất, nư c m t, nư c ng m, nư c bi n, và không khí c a sinh quy n Do đó, mô hình ớ ặ ớ ầ ớ ể ủ ểhóa các hệ thống môi trường quy mô lớn thường là m t công vi c ph c tộ ệ ứ ạp và đ y ầ

th thách cho các nhà qu n lý, nghiên c u vử ả ứ ề môi trườn Độg ng lực thúc đẩy cho phát

26

triển mô hình môi trường trong ngành Quản lý môi trường có thể có một trong những

ro, ảnh hưởng và r i ro c a hi n tủ ủ ệ ại cũng như đề xu t hóa ch t ấ ấ

(3) Để ự đoán nồng độ các chất ô nhiễm môi trường trong tương lai dưới tải d

tr ng ch t th i khác nhau và / ho c thay th ọ ấ ả ặ ế quản lý

(4) Để đáp ứng yêu cầu quy định và luật định liên quan đến khí thải môi trường, th i, chuyả ển nhượng, và các phiên b n c a các ch t ô nhi m đư c ki m ả ủ ấ ễ ợ ểsoát

(5) Thực hiện trong việc thiết kế, vận hành và tối ưu hóa các lò phả ứn ng, quy trình, lựa chọn thay th ki m soát ô nhiế ể ễm, v.v

(6) Để ử ụng trong đánh giá tác động môi trường của các hoạ s d t đ ng và ộđược đề xu t ấ

B, M t s ộ ố mô hình ỗ ợ h tr công tác qu n lý chả ất lượ ng nư ớc

Trên cơ sở m i quan h gi a các quá trình, các y u t hình thành và nh ố ệ ữ ế ố ảhưởng đến chất lượng nguồn nước, các mô hình chất lượng nước đư c chia thành ợhai lo i: Mô hình tính toán s lan truyạ ự ền, phân b các ch t ô nhi m trong dòng ch y ố ấ ễ ả

và mô hình mô phỏng sự hình thành chất lượng nước và xu thế ế bi n đổi chất lượng nguồn nước

Mô hình tính toán sự lan truy n, phân b các ch t ô nhi m trong dòng ch y ề ố ấ ễ ả

Mô ph ng sỏ ự ến đổ bi i các chỉ tiêu chất lượng nước theo th i gian trong không gian ờ

của dòng chảy Việc thiết lập mô hình dựa trên cơ sở giải phương trình tải và tải - phân tán các chất ô nhi m trong dòng chễ ảy Các yếu tố đặc trưng về dòng ch y ảđược xác đ nh t các mô hình th y l c, các s li u th ng kê hoị ừ ủ ự ố ệ ố ặc đo thực nghi m ệnhư các mô hình QualI, II; Stream I, II 0] [1

27

Mô hình mô phỏng s hình thành chự ất lượng nguồn nước, s hình thành các ựnguồn gây ô nhiễm (các nguồn thải và tải lượng các chất thải) và sự thay đổi chất lượng nước theo th i gian và không gian Thi t lờ ế ập trên cơ sở ghép n i các mô hình ốthủy lực với mô hình lan truyền chất ô nhiễm trong dòng chảy như WSHMM, MIKE SYSTEM

Với các mục đích nghiên cứu, mô phỏng trên các đối tượng khác nhau nên các mô hình chất lượng nước rất phong phú và đa dạng Theo hướng d n c a ngân ẫ ủhàng thế ới (WB) trong lĩnh vực ngăn ngừ gi a và giảm thi u ô nhiể ễm đối với các dự

án phát triển thường sử ụ d ng các phần mền sau để tính toán mô ph ng chỏ ất lượng nước

- Mô hình HSPF (Hydrological Simulation Program Fortran (USEPA) (1984)):

u tr

Mô phỏng trong không gian 2 chiề ở ạng thái động lực với các thông sốchất lượng nước: Các chất hoà tan, SS, DO, các chất dinh dưỡng và các lo i vi ạkhuẩn chỉ ị Dự báo xu thế thay đổi chất lượng nước trong dòng chảy sau các trận thmưa và các thông tin v viề ệc thu nướ ởc các kênh [1 0]

- Mô hình SWMM (Storm Water Management Model):

h thệ ống thu gom nước

- Mô hình WAPS (USEPA):

Ghép nối mô hình thu l c (DYNHYD) 0] vỷ ự [1 ới mô hình lan truy n ch t ề ấ(WAPS), mô ph ng s lan truy n và chuyỏ ự ề ển hóa các chất ô nhi m trong dòng chễ ảy Tùy theo mục đích, số ệu đầu vào và các thông tin cơ sở ề li v các quá trình chuyển hóa các chất trong dòng ch y, có th s dả ể ử ụng để tính toán ở các dạng đơn giản, c i ả

ti n hay phế ức tạp

28

- Mô hình MIKE:

Trong những năm 1990 [1 ện thủy lực Đan mạch đã thiết lập hệ ố

mô hình chất lượng nước cho kênh, sông Hệ thống này có th tính toán sể ự lan truyền chất ô nhiễm trong dòng chảy từ các nguồn khác nhau vào các lưu vực khác nhau Tùy thuộc đối tượng nghiên c u, yêu c u tính toán các thông sứ ầ ố chất lượng nước trong dòng ch y sông, c a sông, h hay bi n mà áp d ng các phiên b n khác ả ử ồ ể ụ ảnhau như MIKE 11, MIKE 21, MIKE 3, MIKE SHE, MIKE MOUSE và MIKE BASIN

+ Ưu điểm:

- Là phần mềm thương mại nên ph n giao diầ ện rất mạnh, h u hi u ữ ệ

- Phần kết nối với công cụ GIS rất mạnh kể ả ạo database (mặc dù phải cầ c t n thêm các phần mềm GIS như Arc View, ArcGis,…)

lớn hơn biên khi không có nguồn trong mi n) ề

- Là phần mềm thương mại nên giá thành rất đắt

- Nhiều nghiên cứu trong nước đã sử dụng mô hình Mike 11 để làm công cụtính toán thủy lực và chất lượng nước Nhưng sau khi hoàn thành dự án thì không chuyển giao công nghệ được vì các cơ quan hưởng l i t d án không có b n quy n ợ ừ ự ả ề

s d ng mike 11 và d ử ụ ự án cũng không có đủ kinh phí để mua phần mềm

- Mô hình WQRRS (Water quality for River):

Ghép nối mô hình Qual II với mô hình tính toán sự lan truyền ch t ô nhi m ấ ễtrong các hồ chứa nước Tính toán 1, 2 chiều cho hệ thống sông - h trồ ở ạng thái

29

động l c v i s liự ớ ố ệu đầu ra là chất lượng nước sông làm s liố ệu đầu vào cho mô hình chất lượng nước hồ [1 0]

- Mô hình QUAL2K:

QUAL2E do Brown và Barnwell xây dựng năm 1987, QUAL2K là bản cải

tiến ra đời 3/2006 Những công trình đầu tiên về QUAL2 được trình bày trong tài liệu Qual I & II, Stream Water Quality, Texas Water Development Board, Environmental Protection Agency; (1971, 1973) và sau này được trình bày trong công trình Qual2E, Enhanced Stream Water Quality Model; EPA, Center for Exposure Assessment Modeling (1985) QUAL2E-UNCAS là một phiên bản nâng cao của QUAL2E; nó cung c p nh ng kh ấ ữ ả năng để phân tích tính không chắc chắn

S ự ra đời của QUAL2E đã thúc đẩy nghiên cứ ứng dụng các công cụ mô hình hóa u trong bài toán mô phỏng chất lượng nước cho h th ng kênh sông 0] ệ ố [1

QUAL2Kw

Mô hình là mô hình một chiều đơn giản mô phỏng khá đầy đủcác quá trình vận chuyển và xáo trộn cơ bản trong sông Mô hình đã được s d ng ử ụ

hiệu quả để ự đoán hàm lượng tải trọng của các chất thải cho phép thải vào sông d

Ứng d ng cụ ủa mô hình được tìm th y trong nhi u tài liấ ề ệu khác nhau như Caroll và

cs (2006), Kannel và cs (2007), Pelletier và Bilhimer (2004) Đây là một trong

những mô hình đã được ứng dụng thành thạo từ lâu, có cơ sở lý thuyết đơn giản và

đầy đủ, đòi hỏi nhu c u s liầ ố ệu đầu vào ít nhưng vẫn đảm b o s mô ph ng xu ả ự ỏhướng khá chính xác, nó h u ích tữ rong điều ki n d li u h n ch ệ ữ ệ ạ ế

n QUAL2Kw QUAL2K hiện nay đã được nâng cấp lên phiên bả 5.1 và được cung c p mi n phí bấ ễ ởi Cục bảo vệ môi trường Mỹ - EPA (http://ecy.wa.gov/) Phần

mềm đư c phát triển trên hệ điều hành Microsoft Windows, lập trình bằng ngôn ợ

30

ng ữ macro của Windows: Visual Basic for Applications (VBA) với giao diện sử

d ng trên Microsoft Excel ụ

Giống như mô hình QUAL2E, mô hình Q2K được áp dụng cho trường hợp dòng chảy một chi u và hòa trề ộn đ u theo chiề đứề u ng và chi u ngang, tr ng thái ề ạthủy lực ổn định Q2K mô phỏng dòng chảy ổn định không đồng bộ Q2K còn mô

phỏng diễn biến nhiệt đ và chất lượng nước theo thời gian Ngoài ra, các nguồn ộđiểm, ngu n phân tán nh p vào hay thoát ra khồ ậ ỏi sông đều được mô ph ng trong ỏ

mô hình Q2K Mô hình Q2K có nhiều điểm ti n b ế ộ hơn so với QUAL2E

Xét về phân đoạn sông trong mô hình, QUAL2E chỉ có thể chia đoạn sông thành những đoạn yếu tố ằng nhau Ngượ b c lại, Q2K phân đoạn sông thành những đoạn y u t ế ố khác nhau Đồng th i, Q2K có th mô ph ng các nguờ ể ỏ ồn nước nh p vào ậhay thoát ra bở ất kì đoạn yế ốu t nào

Xét về chất lượng nước, Q2K mô phỏng thêm một số thành phần Q2K mô

phỏng nhu cầu oxy sinh hóa để phân hủy cacbon (CBOD) Trong đó, Q2K mô phỏng 2 trường hợp phân hủy cacbon: trường hợp phân hủy nhanh (fast CBOD) và trường h p phân h ych m (slow CBOD) ợ ủ ậ

Khác với Q2E, Q2K xét đến trường hợp môi trường hiếm khí Khi nồng độoxy thấp, ph n ng oxy hóa gi m dần Khi đó mô hình sẽ ựả ứ ả th c hi n ph n ng kh ệ ả ứ ử

b c nh t ậ ấ

- Q2K còn xét đến ảnh hư ng giữa nước và bùn cát Dòng chảở y nư c bùn cát ớbao g m oxy hòa tan và các chồ ất dinh dưỡng được mô ph ng bên trong mô hình ỏĐiều này có nghĩa là hỗn h p oxy và chợ ất dinh dưỡng được mô phỏng như một hàm

s cố ủa vật chất hữu cơ l ng xuống, phả ứng bên trong bùn cát và của nồng độ các ắ n chấthòa tan trong nước

Ngoài ra, Q2K còn mô phỏng tảo đáy, pH, mầm bệnh của loài và sự trao đổi chất trong tầng hyporheic Trong đó, pH được mô ph ng dỏ ựa vào độ ề ki m và tổng cacbon vô cơ Mầm b nh cệ ủa loài được xác định như là một hàm c a nhiủ ệt độ, ánh sáng và s chìm lự ắng Đặc bi t, mô hình có chệ ức năng hiệu ch nh tỉ ự động D a vào ự

31

thuật toán, mô hình tìm ra các giá trị ối ưu của các thông số động lực học sao cho t

s li u tính toán phù h p nh t vố ệ ợ ấ ới dữ ệ li u thực đo

T mừ ột số mô hình được giới thiệu ở trên, nhận thấy chương trình QUAL2Kw là mô hình một chiều đơn giản mô phỏng khá đầy đ các quá trình vận ủchuyển và xáo trộn cơ bản trong sông Mô hình đã được s d ng hi u qu d ử ụ ệ ả để ựđoán hàm lượng t i tr ng c a các ch t th i cho phép th i vào sông ng d ng c a ả ọ ủ ấ ả ả Ứ ụ ủQUAL2Kw là một trong những mô hình đã được ứng dụng thành thạo từ lâu, có cơ

s ở lý thuyết đơn giản và đầy đủ, đòi hỏi nhu cầu số ệu đầu vào ít nhưng vẫn đả li m

bảo sự mô phỏng xu hướng khá chính xác Nó hữu ích trong điều kiện dữ ệu hạn lichế và được cung c p miễấ n phí b i C c bảở ụ o v ệ môi trường M - EPA ỹ

phỏng theo chiều dài sông ở khía cạnh độ dài hỗn hợp trên mặt cắt ngang và sự phát tán ph n nhi u theo chi u d c sông nên lầ ề ề ọ ựa chọn sử ụ d ng mô ph ng bỏ ằng QUAL2Kw là h p lý ợ

Để phù với đối tượng nghiên cứu của đề tác giả luận văn ựa chọn sử

dụng mô phỏng bằng QUAL2Kw 5.1 Đây cũng là hiên bảp n mới nhấ ại thời điểt t m

hi n t i ệ ạ được phát hành miễn phí trên toàn thế ớ và phù hợp với thực tế hiện tại.gi i

1.3 Giới thiệu về sông Đào Nam Định-

1.3.1 Lưu vực sông Đào Nam Định-

Sông Đào chảy qua thành phố Nam Định theo hướng Đông Bắc Tây Nam -

n i ố sông Hồng v i ớ sông Đáy và là nguồn cấp nước chính cho sinh hoạt , công nghi p c a thành ph ệ ủ ố và các huyện trong lưu sông

S ở dĩ con sông có tên là sông Đào vì đây không phải là con sông tự nhiên mà

do đào mà thành Vào những năm 30 của th k XIX, do sông V Hoàng ch y xói ế ỷ ị ảvào làm cho b sông ngày càng l , dòng sông nờ ở ằ ởm phía Nam thành phố nên địa phương xin đào một đoạn sông mới để chia s ẻ dòng nước Năm Minh Mạng th 13 ứ(1832), nhà vua đã cho đào con sông mớ ừ kênh Phù Long đếi t n bến đò Lương Xá

để ợ h p v i dòng sông V ớ ị Hoàng Con sông này có tên là sông Đào

32

Tuy chỉ là đoạn sông dài hơn 2km nhưng dần dần người dân đã dùng tên này chỉ ả c con sông n i gi a sông Hố ữ ồng và sông Đáy dài 33km Sông Đào ban đầu v a ừnông vừa hẹp l i tách làng hoa V Khê kh i làng Vạ ị ỏ ị Hoàng Nước sông Hồng đổ vào sông Đào tương đối thu n ậ nên lưu lượng và t c đ ố ộ vào mùa lũ ngày càng làm cho dòng sông mở ộng Sông Đào ngày nay càng trở r nên thuận lợi, tàu thuyền đi

l i d dàng, rút ng n hạ ễ ắ ẳn một đoạn đường so với trước (Du lịch Nam Định, 2012)

Hình 1.7 Sơ đồ ị trí sông Đào Nam Đị v - nh

Ch ế độ nước sông Đào được phân bi t rõ r t bệ ệ ởi mùa lũ và mùa kiệt

+ Mùa lũ:

xu t Mùa lũ trên sông thường xảy ra từ tháng 5 đến tháng 10 và kéo theo sự ấ

hiện mực nước cao Mực nước trung bình vào mùa lũ trong nhiều năm đ t khoảạ ng +3,80m Theo số ệ li u thống kê trong 30 năm trở ại đây đã có 29 lầ l n mực nước lên báo động s 1, kho ng 16 lố ả ần trên báo động s 2, kho ng 10 lố ả ần trên báo động s 3 ố

33

Thống kê số ệu sau khi có sự điều tiết của hồ Hoà Bình (từ 1981 đến 2010) thì li

mực nước cao nhất tại Nam Định (sông Đào) đạt +4,81m vào năm 1996

của các khu dân cư tập trung đều xả ực tiếp vào hệ ống tiêu thoát nước chung tr th

hoặc xả ực tiếp ra kênh mương sau đó đổ ra sông Đào qua các cửa tiêu Đối vớ tr i thành phố Nam Định, nước th i sinh hoả ạt được xử lý m t ph n (chộ ầ ủ ế y u x lý bử ằng các bể ự t hoại) sau đó dẫn ra sông Vĩnh Giang trước khi bơm ra sông Đào nhờ ạ tr m bơm Kênh Gia và trạm bơm C c Thành ố

Thành phố Nam Định là nơi có mật độ dân cư lớn nhất (5381 người/km2) (Cục

thống kê tỉnh Nam Định, 2014), gấp 5 lần mậ ột đ trung bình của lưu vực sông Đào, đây cũng là nơi có số dân và t l dân s ng thành th ỷ ệ ố ở ị cao hơn so với các huy n ệnên áp l c do ô nhiự ễm chất th i sinh hoả ạt đến sông Đào là đáng quan tâm

Các khu vực thị ấn, các huyện do mật độ dân số còn thấp nên ảnh hưởkhông đáng kể đế n chất lượng nước lưu vực sông Đào Tuy nhiên lưu vực sông Đào

là vùng dân s phát triố ển trong tương lai Dân số trong vùng sau 10 đến 20 năm tới

s ẽ có sự ến động với dân số tăng, dân cư thành phố ập trung nhiều hơn do thành bi t

ph m rố ở ộng, công nghiệp, dịch vụ phát triển Vì vậy sự gia tăng dân số ở LVS Đào

s gây ra nh ng áp lẽ ữ ực nhiều hơn đến chất lượng nước sông Đào

- Nước th i hoả ạt động s n su t công nghi p ả ấ ệ

Nước mặt sông Đào Nam Đị- nh là nơi tiếp nhận cuối cùng của nước thải các KCN Hiện nay, việc tăng nhiều nhà máy, xí nghi p KCN ệ v i ớ quy mô lớn dẫn đến nhu c u vầ ề nguồn nước tăng, không những n c phướ ục vụ o sch ản xu t mà còn phấ ục

v sinh ho t ụ ạ cho một số ượng lớn công nhân từ l nhiều vùng khác nhau tập trung về

34

S ự khai thác quá mức nước để s dử ụng cho sinh hoạt và sản xuất cùng với sự gia tăng về ượ l ng th i gây áp l c ngày càng lả ự ớn đến ch t l ng môi tr ng n c m t ấ ượ ườ ướ ặ

- Nước th i nông nghi p ả ệ

Nguồn gây ô nhiễm nư c do hoạt động sản xuất nông nghiệp gồớ m: nướ ừc t các khu vực canh tác và nước th i do hoả ạt động chăn nuôi trong khu vực

t Tình trạng ô nhiễm nư c mặ ở nông thôn, khu vực sản xuất nông nghiệp ớkhông ngừng gia tăng Theo niên giám thống kê của tỉnh Nam Định qua các năm

gần đây cho thấy dân số ống tại các vùng nông thôn của tỉnh Nam Định chiế s m khoảng trên 80% tổng số dân Cơ sở ạ ầng còn lạc hậu, chất thải của con ngườ h t i, chăn nuôi gia súc không được x lý ho c x lý kém hi u qu làm phát sinh ch t th i ử ặ ử ệ ả ấ ả

hữu cơ, vi sinh vật gây bệnh gây ô nhiễm nguồn nước sông, hồ, kênh, mương, ảnh hưởng đến môi trường và s c khứ ỏe con người

Ngành chăn nuôi ện nay đang theo xu hướng giảm chăn nuôi nhỏ ẻ hi l trong nông hộ, tăng chăn nuôi hàng hoá theo mô hình trang trại, gia trại quy mô vừa và

nhỏ Phần lớn các cơ s chăn nuôi nằm trong khu dân cư, chất thải phát sinh từ các ởtrang trại được tập trung v i khớ ối lượng l n Theo sớ ở TN& MT Nam Định hi n nay ệlưu vực sông Đào mới ch ỉ có 20% cơ sở chăn nuôi xây dựng b ể biogas để ử x lý ch t ấ

thải Do vậy chất thải chăn nuôi chứa nhiều chất hữu cơ, chất dinh dưỡng sẽ đưa ra sông gây ô nhiễm môi trường nước sông Đào

1.3.3 Thực trạng quản lý chất, kiểm soát ô nhiễm sông Đào Nam Đị- nh

Công tác quản lý môi trường ở Nam Định đã được coi trọng góp phần quản

lý, ki m soát ô nhiể ễm môi trường trong t nh và ỉ LVS Đào Tuy nhiên v n còn nhẫ ững

h n ch sau: ạ ế

- V ề cơ cấ ổ chứu t c quản lý môi trường: S ố lượng cán b chuyên môn v ộ ề môi trường các huy n, xã còn thiở ệ ếu và trình độ còn h n ch c p xã hi n nay giao ạ ế Ở ấ ệcho cán bộ địa chính- xây dựng kiêm chức năng môi trường nên b quá t i v công ị ả ề

việc Theo sở TN&MT việc xử phạt hành chính với các cơ s vi phạm quy địở nh v ề

b o v ả ệ môi trường còn h n ch do thi u lạ ế ế ực lượng ki m tra, x ph t ể ử ạ

- V m t th ề ặ ể chế, chính sách:

35

Luật bảo vệ môi trường năm 2014 có hiệu lực từ ngày 01/01/2015 nhưng các ngh ịđịnh, thông tư hướng dẫn thi hành còn chậm vì vậy việc triển khai cho các cơ

s s n xuở ả ất kinh doanh thực ệhi n công tác BVMT g p nhiặ ều khó khăn

Việc phân công và thực hiện chức năng nhiệm vụ ảo vệ môi trường giữa bcác Sở, ban ngành chưa thật phù h p, nhi m vụợ ệ BVMT còn ch ng chéo giồ ữa các ngành lĩnh vực

- V mề ặt tài chính, đầu tư cho công tác bảo v môi tr ng: ệ ườ

Việc sử ụng nguồn kinh phí sự d nghiệp môi trường tại cấp huyện và cấp xã còn nhi u lúng túng và có n i chề ơ ưa sử ụ d ng đúng vào mục đích BVMT Ngu n ồkinh phí sự nghiệp môi trường hàng năm đầu tư cho công tác BVMT có nơi, có chỗcòn dàn trải, chưa thực ự đạs t hi u qu n cao ệ ả

- V ề các hoạt động giám sát, quan tr c, c nh báo ô nhiắ ả ễm môi trường:

Kinh phí nhà nước đầu tư cho công tác quan trắc, giám sát môi trường còn ít chưa đáp ứng được yêu c u giám sát ô nhiầ ễm môi trường phát sinh t hoừ ạt động phát triển kinh t xã hế ội Vi c đệ ầu tư cho công tác BVMT của các cơ s sở ản xuất, kinh doanh d ch v ị ụ còn chưa nghiêm túc theo đúng quy định c a pháp lu t ủ ậ

- V nguề ồn lực, s tham gia cự ủa cộng đồng:

Nhận thức, ý thức bảo vệ môi trường của một số ộ b phận nhân dân, doanh nghi p còn h n ch ệ ạ ế Ý thức của cộng đồng dân cư nhất là các khu v c nông thôn ựchưa cao, còn nhiều hiện tượng người dân v t rác, x ch t th i bứ ả ấ ả ừa bãi nơi công

cộng, xuống ao hồ, kênh mương và đốt phụ phẩm sau thu hoạch gây ô nhiễm môi trường c m t khu v c, m t vùng r ng l n ả ộ ự ộ ộ ớ

CHƯƠNG II: PH N M M QUAL2KW Ầ Ề VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phương háp nguyên cứup

Để ản lý tốt chất lượng ồn nước cần lựa chọn mô hình hóa và số ệ

thống kê thích hợp, áp dụng cùng với các chính sách pháp lý để đưa ra các quyết

định quản lý đúng Quy trình quản lý chất lượng nước v i ph n m m mô hình hóa ớ ầ ềQUAL2Kw là công ụ giúp mô tả và đưa ra đánh giá dự báo cho tương lai bằc ng

vi c thu th p thông tin, ki n thệ ậ ế ức về ệ hi n tr ng và chạ ức năng môi trường

Mô hình QUAL2Kw [19] dựa trên ơ sở ủa phương pháp là hệ phương trình c cphát tán m t chi u ộ ề ổn đị , từ đó a có phươnnh t g trình cơ bản của mô hình:

i

i hyp i i

i i i i

i i i i

i i i

i ab i i

i i

W c c V

E c c V

E c V

Q c V

Q c

+ +

− +

− +

' , 1

' 1

' 1 ,

Qi : lưu lượng nước chảy ra từ đoạn i vào đoạn i + 1 (m3/ngày),

Qi–1 : lưu lượng nước vào từ đoạn i – 1 (m3/ngày),

được sử dụng trong luận văn, các bước thực hiện xử lý, hiệu chỉnh thông số

2.1.2 Nguyên tắc phân đoạn sông

thTrong mô hình, hệ ống sông được chia thành các đoạn sông có cùng đặc

tr thu lự ỷ ực như độ ốc, độ ộng đáy Các đoạn sông đượ d r c đánh s theo thứ ựố t tăng dần t u ngu n c a sông chính Các nguừ đầ ồ ủ ồn điểm và điểm rút nước có th ể ở

b t k v trí nào trên sông (Hình 2.1) ấ ỳ ị

37

Hình 2.1 Cách phân đoạn của QUAL2Kw cho sông đơn

Ở mỗi đoạn sông l i đư c phân chia thành các ph n t tính toán (element) có ạ ợ ầ ử

độ dài b ng nhau (Hình 2 ) Tằ 2 ấ ảt c các đo n sông ph i bao g m s ph n t tính ạ ả ồ ố ầ ửtoán ph i là m t s nguyên Tính ch t thả ộ ố ấ ủy lực, h ng sằ ố ố t c độ ph n ả ứng, điều kiện ban đầu và d liữ ệu để tính toán các ph n t ầ ử cũng giống như trong một đoạn sông

Hình 2.2 Chia đoạn sông thành các ph n t [ ] ầ ử 3

38