Luận văn thạc sĩ Khoa học môi trường: Ứng dụng mô hình MIKE basin nghiên cứu đánh giá ô nhiễm nước và giải pháp quản lý bảo vệ chất lượng nước hạ lưu sông Trà Khúc

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUY LỢI

LƯU THỊ BÍCH NGỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội, 2013

UNG DUNG MO HÌNH MIKE BASIN NGHIÊN CUU ĐÁNH GIA Ô NHIEM NƯỚC VA GIẢI PHAP QUAN LY BẢO VE

CHAT LƯỢNG NƯỚC HA LƯU SÔNG TRÀ KHUC

“Chuyên ngành: Khoa học Môi trường.

LỜI CẢM ƠN

Luận văn "Ứng dụng mô hình Mike Basin nghiên cứu đánh giá ô nhiễm

nước và giải pháp quản lý bảo vệ chất lượng nước hạ lưu sông Trà Khúc” được

hoàn thành ngoài sự cổ gắng nỗ lực của bản thân táccôn được sự giúp đỡ nhiệttinh của các Thay,cơ quan, bạn bể và gia đình,

Tác giả xin bày 10 long biết ơn siu sắc tới thầy giáo PGS-TS Nguyễn Văn Thang đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, quan tâm theo dồi, gợi ý các ý tưởng khoa học và tạo điều kiện thuận lợi cho te giả trong suốt thi gian thực hiện luận vn

đã giúp đỡ.Tác giá xin chân thành cảm on tới cô giáo TS Phạm Thị Ngọc

cũng như cung cấp các số liệu trong luận văn.

Xin trân trọng cảm om các thầy, cô giáo trong khoa Mỗi trường- TrườngĐại học Thuỷ Lợi đã tận tinh giảng day và giúp đỡ tác giả trong suốt quả trình họctập cũng như qui tình thực hiện Luận văn này

Cuối cùng tie giá xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, tập th lớp cao học

19 MT động viên ác gia rt nhiều trong suốt thời gian hoàn thành luận văn

Xin trân trong cảm om!

Hà nội, tháng 09/2013Tác giả

Lưu Thị Bích Ngọc

áp: IĐMT

Chuyên ngành: Khoa học môi trường —_ Mã số: 60-85-02Khóa học: 19

“ôi xin cam đoan quyển luận văn được chính tôi thực hiện dưới sự hướng

dẫn của PGS.TS Nguyễn Văn Thắng với đề tài nghiên cứu trong luận văn “Cing

tung mô hình Mike Basin nghiên cửu đảnh giá 6 nhiễn nước và giải pháp quân lýbảo vệ chất lượng nước hạ lưu sông Trà Khúc"

Đây là để tài nghĩcứu mới, không tring lặp với các đề tải luận văn nàotrước đây, do đồ không có sự sao chép của bắt kì luận văn nào, Nội dung của luậnvăn được thể hiện theo đúng quy định, các nguồn tải liệu, tư liệu nghiên cứu và sử

dung tong luận văn đều được trich dẫn nguồn

Nếu xây ra vẫn để gì với nội dung luận văn này, tôi xin chịu hoàn toàn

trách nhiệm theo quy định

NGƯỜI VIET CAM DOAN

Binh quan

Bảo vệ môi trườngChit lượng nước

Phittrién tải nguyên nước.Quy chin Việt Nam

Quan ý và khai thác công tinh thủy lợiThanh ph

Thi Trin

Xứ lý nước thải

GIỚI THIỆU LƯU VỰC SONG TRA KHUC VA NỘI DUNG 4

1.1 Tinh hình tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 41.1.1 Đặc điểm tự nhiên 41.1.2 Đặc điểm khí tượng thủy văn 71.1.3 Đặc điểm kinh tế xã hội Is1.2 Vài nét về mô hình chất lượng nước và ứng dụng trong quản lý bảo vệ chấtlượng nguồn nước sông 16

1.3 Tình hình 6 nhiễm nước và quản lý bảo vệ chất lượng nước hạ lưu sông Trà

Khúc "71.3.1 Tình hình khai thác sử dụng nước hạ lu sông Trà Khúe 0

1.3.2 Tình hình 6 nhiễm nước hạ lưi sông Trả Khúc 21

1.4 Vin đề ứng dung mô hình chit lượng nước trong quản lý bảo vệ chất lượng:

nước hạ lưu sông Tra Khúc và nội dưng nghiên cứu trong luận văn 2CHƯƠNG 2 25

MO PHONG CAN BẰNG NƯỚC VA BIEN DOI CHAT LƯỢNG NƯỚC HA LƯU SONG TRA KHUC BẰNG MO HINH MIKE BASIN +

2.1 Giới thiệu mô hình Mike basin 25

3.12 Cơ sở lý thuyết của mô hình 2

2.2 Lập sơ đồ hệ thông cân bằng nước và chất ô nhiễm hạ lưu sông Trà khúc 37

22.1 Phân chia lưu vực bộ phận, lưu vực nhập lưu 372.22 Phân chia các vùng sử đụng nước 38

2.2.3 Xác định các nguồn thai tap trung va phân tin 38

2.3 Phin tich xử lý số liệu đầu vào 2

23.1 Tinh toán nguồn nước đến hạ lưu sông Tra Khúc 4

2.3.2 Tỉnh toán nhu cầu sử dụng nước cia các ngành 4

2.3.3 Tỉnh oán ải lượng chất ô nh 50 2.4 Mô phỏng cân bằng nước lưu vực sông Trà Khic 56

2.4.1 Xây dựng sơ đồ hệ thing tinh toán của mô hình 562.4.2 Các nit tinh toán tong hệ thông 37

2.43, Các thông số của mô hình, 59 2.44 Hiệu h, xác định thông số mô hình cân bằng nước 59

2.5 Mô phòng chất lượng nước 6

2.5.1 Xác định các nguồn xã thai và biểu thị trong sơ đồ hệ thông 63

2.5.2 Sơ đỗ mô phỏng hệ thống cân bằng tải lượng chit ô nhiễm của mô hình

toán cho LVS Trà Khúc 65

2.5.3 Hiệu chỉnh bộ thông số của mô hình 66

26 Kếtluận 1'CHƯƠNG 3 T72

UNG DUNG MÔ HỈNH NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHAP QUAN LÝ BẢO VE CHAT LƯỢNG NƯỚC HẠ LƯU SONG TRA KHỨC n

3.1 Phân tích, xác định các giải pháp quản lý, bảo vệ chat lượng nude 72

3.2 Nghiên cứu giải pháp va quản lý kiểm soát các nguồn thai dé giảm tải lượng các “chất ô nhiễm xuống dòng sông 73 3.2.1 Tinh toán tải lượng 6 nhiễm của giải pháp 1+

3.2.2 Két quả tính toán Tï3.3 Giải pháp bổ sung nguồn nước T8

33.1 Nội dung nghiên cứu 1

3.32 Kết qua tính toán $1

3.4 Kế luận chương 3 s2

KẾT LUẬN s4

Bang 1-2, Thông kế các trạm quan tắc khi tượng thủy văn lưu Ye sông Trả Khúcvà ving lin : 8Bảng 1-3 Giả trị đặc trưng thing, năm trung bình nhiều năm của các yếu tổ khí

hậu chủ yếu tại tram Ba Tơ và Quảng Ngai theo s liệu quan trắc đến năm 2010 9

Bang 1-4, Lượng mưa tháng, năm trung bình nhiều năm các trạm trong lưu vựcTrả Khúe và khu vực lân cận của tỉnh Quảng Ngãi (mm) iBang 1-5, Lượng mưa ngày (mm) lớn nhất các trạm trên lưu vực 2Bang 1-6 Các đặc trưng dòng chảy năm tại trạm thủy văn Sơn Giang và một số vịtrítrên dong chính sông Trà Kh B"Bảng 1-7 Dang phân phối ding chảy năm tai tram thủy văn Sơn Giang 14

Q (mà) 4

Bảng 1-8 Các đặc trưng lưu lượng đình lũ lớn nhất và lưu lượng đình lũ lớn nhất

thiết k tại Sơn Giang 4Bảng 1-9 Các đặc trmg Qthang min và Qngiymin va lưu lượng dng chảy nhỏ

nhất thiết kế tại Sơn Giang 15

"Bảng 1-10 Diện tích, đân số của các huyện phần thuộc lưu vực sông Trả Khúc 15Bang I-11 Diện tích tưới HTL Thạch Nham năm 2010 isBang I-12 Lượng nước lay vio HTL Thạch Nham 9 thang mia kiệt lôBang 2-1 Diện tich của cúc lưu vực bộ phận và lưu vực nhập lưu khu giữa lưuvực sông Trả Khác 37Bing 2-2 : Các khu tưới trên lưu vực sông Trà Khúc 3Bang Một số các nhà máy đang hoạt động tai KCN Quảng Phú 30

Bảng 2-4 Diện tích, dan số của các huyện/thành pho tính Quảng Ngãi thuộc khu

vực nghiên cứu 4lBang 2-5 Đặc trưng dong chảy các sông trong vùng 43

Bang 2-6, Thời vụ cây trồng rên lưu vực sông Trả Khúc 45

Bảng 2-7 Diện ích canh tie một số loại cây ting chính trên LVS Trả Khúc, 45Bảng 2-8, Mức tưới cho các loại cây trồng 46ng 2-9, Nhu cầu nước của các khu tưới rên lưu vực sông Trả Khúe 46"Bảng 2-10: Dinh mức sử dung nước sinh hoạt cho các cắp đô thị 4Bảng 2-11: Nhu câu sử dụng nước cho sinh hoạt của các vùng 48Bảng 2-12: Nhu câu nước cho công nghiệp trên LVS Trả Khúe 49Bảng 2-13: Tinh toán nhú cầu nước cho chăn mui tiên LVS Trà Khic s0"Bảng 2-14: Hệ số phát sinh chất thải trong nước thải sinh hoạt theo WHO —_ 52

Bang 2-15: Tải lượng 6 nhiễm sinh ra do nước thải sinh hoạt của các ving 53

Bảng 2-16: Lưu lượng nước thải của các KCN, CCN thuộc hạ lưu sông Trả Khúc.

"Bảng 2-17: Nông độ chit cde chit 6 nhiễm trong nước thải công nghiệp theo nhôm ngành nghề sin xuất 54 Bảng 2-18: Tải lượng các chit 6 nhiễm tiềm năng do nước thải của KCN, CCN

thuộc hạ lưu sông Trà Khúc s4

"Bảng 2-20: Nông độ các thành phn trong nước thải chấn mời (chưa xử lý) — 55

Bang 2.21: Tải lượng chit 6 nhiễm inh ra do hoạt động chăn mui 56

Bảng 2-22: Khu dùng nước và điện ích tương ứng của từng ving 5

Bảng 2-23: Các nút cắp nước cho dân sinh, công nghiệp 59 Bing 2-25: Kết quả tinh toán cân bing nước tai ác nút khu tưới 6

Bing 2-26: Bảng tổng hợp tai lượng các chất 6 nhiễm sinh ra do các hoạt động

sinh hoại, công nghiệp rên lưu vục 64

Bang 2-27: Bảng tong hợp tải lượng các chất ô nhiễm sinh ra do các hoạt động.

nông ngi nụ vực " 64Bang 3-1: Giá trị nông độ các chat 6 nhiễm trong nước thải sinh hoạt khi đã qua

xử lý bằng bé tự hoại thông thường hoặc không qua xử lý T5 ‘Bang 3-2: Tai lượng ô nhiễm sinh ra do nước thải sinh hoạt của các vùng T5 Bang 3-3: Giá trị nông độ một số chất ô nhiễm trong nước thải chin mudi, 75

Bang 3-4: Tải lượng chất 6 nhiễm sinh ra do hoạt động chăn nuôi 76

Hình 2-2 Kiêu sơ đồ mô phỏng hệ thông sông trong Mike Basin 2Hin 2-3 Các mô dun trong mô hình Mike Basin 30

Tình 2-4 Mô ta côn bằng nước tại nút cân bằng nước 3

Hình 2-5 Kết quà tinh toán ti nút từ mô hình 34Hinh 2-6 Nước thai từ nha máy thuộc Công ty CP Đường Quảng Ngãi xa thang rasông Trà Khủ 40

Hình 2-7: Sơ đỏ mô phỏng hệ thông sử dụng nước lưu vực sông Trả Khúc theo mô.

hình Mike Basin 37Hình 2-8: Mô phỏng nút sử dụng nước lưu vực sông Trả Khúc 38Hình 2-9: Mô phỏng nút sử dụng nước sinh hoạt và công nghiệp lưu vực sông Trà

Khúc 59

Tình 2-10: Quá trình dòng chảy tai đập Thạch Nham, 60Tình 2-11 : Quá trình dòng chiy tại trạm thủy văn Trà Khe 61Hình 2-12: Quá trình nước ding, nước thiểu tren khu tưới đập Thạch Nham 63Hình 2-13 : So đồ mô phỏng hệ thông cho mô hình 65

Hình 2-14: Kết qua đông chảy, nông độ các chất 6 nhiễm tạ mit sau đập Thạch

Nham 66

Hình 2-15: Kết quả đồng chảy, nàng độ cúc chất 6 nhiễm tại tram Tri Khúe 67

Tình 2-16, So sinh BOD; thực do và tính toán theo mô hình (7/2010) 6Hin 2-17: So sinh COD thực do và tin toán theo mô hình (72010) 68Hình 2-18: So sinh NH thực do vả tính tin theo mô hình (7/2010) 68Hình 2-19: So sánh NO, thực do và tinh toán theo mô hình (1/2010) 68Hin 2-20- So sinh Pa thực do và tinh toán theo mô hình (7/2010) 6"Hình 2-21:Két qua hiệu chính thông số của mô hình chit lượng nước 70Hin 3-1: So sánh BODs tính toán giữa kịch bản quản lý, kiểm soát nguồn thải với

phương án hiện trạng TT

Hình 3-2: So sinh COD tính toán giữa kịch bản quan lý, kiểm soát nguồn thải với phương án hiện trạng T8 "Hình 3-3: Sơ đỏ mô phỏng hệ thông theo giải pháp bỏ sung nguồn nước 80

Hình 3-4: So sánh BODs tính toán giữa kịch bản Bồ sung nguồn nước với phương.án hiện tang I

Hình 3-5: So sánh COD tính toán giữa kịch bản bỏ sung nguồn nước với phương

án hiện trạng 82

1 Tính cấp thiết của đề tài

‘Tai nguyên nước là nguồn tài nguyên đặc biệt quan trọng, là thành phần thiết you của sự sông và môi trường, quyết định sự tổn tai phát triển bn vững của đất

nước Hiện nay trên thể giới có hơn 100 quốc gia và khu vực bị thiểu nước với mức

độ khác nhau, trong đô có 43 quốc gia thiếu nước nghiêm trong, vùng thiểu nước

trên thé giới chiếm tới 60% diện tích châu lục mặt khác cũng có thể gây tai họa chocon người và môi trường Cùng với sự tiểu hụt về số lượng nước là sự suy giảm

nghiêm trọng về chit lượng mỗi trường nước trê các lục dia, đặc bit là tền các

lưu vực sông Trong các nước dang phát triển có tới 60% số người thiểu nước sạch.

dũng cho sinh hoạt, 80% bệnh tật có liên quan đến 6 nhiễm nước.

Hiện nay với nhu cầu phát triển kinh tế, tốc độ đồ thị hóa ngày cảng cao và

phức tạp thi thiểu hụt nước và 6 nhiễm nguồn nước ri nghiễm trọng và

đắng báo động, Lưu we sông Trả Khúe cũng là một trong số đó, nhất là khu vục hạ lu sông Trà Khúe thì lượng nước đến đang ngày cảng suy giảm dẫn đến chất

lượng nước tại hạ lưi dang ngày cảng 6 nhiễm.

Nguồn tài nguyên nước trên lưu vực liệu có đủ đáp ứng nhu cầu sử dụng và

phục vụ các mục tiêu tăng trường kinh tế xã hội toàn ving hay không? Cũng vớisự gia tăng các khu d6 thị và công nghiệp thì chất lượng nước lưu vực sông TràKhúc sẽ biển đổi ra sao? điều đó đồi hỏi phải có sự tinh toán trên cơ sở khoa học,cân đối giữa nguồn nước đến lưu vực với nhu cằu sử dụng nước của các hộ trên

lew vực và tính toán khả năng phân huỷ các chất 6 nhiễm trên lưu vực theo không gian và thời gian Do vậy việc tính toán cân bằng và biển đổi chất lượng nước

trong phát tiễn kính tế lưu vực sông Trà Khúe là một vin đề cắp thiết,

Với mục đích nghiên cửu sự biển đổi cả về số lượng và chất lượng nguồn

nước mặt hạ lưu sông Tra Khúc do tác động của các hoạt động như: phát triển cáckhu đô thị, khu dân cư và các khu công nghiệp nên luận văn đã xem xét và lựachọn mô hình MIKE BASIN để nghiên cứu va ứng dụng với tiêu đề là: “Ứng

2 Mục đích của dé tài

Ứng dung được mô hình Mike Basin để nghiên cứu, đánh giá cân bằng nước và cân bằng tải lượng chất ô nhiễm, từ đó nghiên cứu để xuất ý kiến về các giải pháp quản lý bảo vệ chất lượng nước khu vực hạ lưu.

3, Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng: số lượng nước và chất lượng nước sông Trà Khúc.

Phạm vis ưu vực sông Tra Khúc nhưng tip trừng chủ yếu cho khu vực hạ

ưu từ đập Thạch Nham ra đến biển

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

4.1 Cách tiếp cả

Tiếp cận các tiêu chí phát triển bên vững để nghiên cứu đề xuất giải pháp.

Tiếp cận lý thuyết hệ thống: để xây dựng sơ đổ hệ thống và ứng dụng mô

ình toán trong luận văn.

4.2 Phương pháp nghiên cưu và công cụ sử dụng:“Phương pháp nghiên cứu:

(1) Phương pháp phân tích tổng hợp các thông tin sé liệu: Tổng hợp và phân tíchcác số liệu địa lý tự nhiên, số liệu khí tượng thuỷ văn, dân sinh kinh tế để xây,

dựng phương án tính toán và xử lý số liệu đầu vào cho mô hình.

(2) Phương pháp thống kê xác suất ứng dung trong thủy văn: tính toán các đặc trung thẳng kệ, phân tích tương quan của chuỗi số khí tượng thủy văn trên lưu

(3) Phương pháp mô hình toán: Sử dụng mô hình toán tính toán cần bằng số

lượng và chất lượng nước hỗ trợ cho nghiên cứu giải pháp bảo vệ chất lượng

nước Đây cũng là phương pháp chủ yếu và quan trọng được sử dụng trong luận

văn

(4) Phương pháp kế thửa: Kế thừa kết quả nghiên cứu của các đề ti, dự án đã có

làm cơ sở cho thực biện nghiên cứu của luận văn.Công cụ sử dụng

~ May tính: sử dụng để tính toán thống kê và ứng dụng mô hình toán.~_ Hệ thing thông tn địa lý (GIS): để xây dựng bản đỗ rong luận văn.

NGHIÊN CỨU

LA Tình hình tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực ngl 1.1.1 Đặc điểm tự nhiên

Vị mí đụ lý

Sông Trả Khúc là lưu vực sông lớn nhất tỉnh Quảng Ngãi Lưu vực sông

phía Bắc giáp lưu vực sông Trà Bong, phía Nam giáp lưu vực sông Vệ, phía Tay

giấp lưu vực sông Sẽ San, phía Đông giáp Biển Đông

Sông Trà Khúc chảy qua hai tỉnh Kon Tum và Quảng Ngãi, nhưng phanlớntích lưu vực sông là thuộc địa giới của tinh Quảng Ngài Lưu vực sông từ

nguồn cho đến cửa sông có diện tích là 3.337 km”, chiều rộng bình quân lưu vực

là 26,3 km, Theo điều kiện địa inh lưu vục, khu vực thượng lưu từ nguồn đến

trạm thủy văn Sơn Giang, khu vực trung lưu từ Sơn Giang đến đập Thạch Nham và khu vực hạ lưu từ đập Thạch Nham tới cửa sông Bản đồ lưu vực sông Trà.

Khúc như hình 1-1

“BẢN ĐỒ Lưu vực SÓNG thà rước

“Hình 1-1 Ban dé lưu vực sông Trả Khúc.

Bia hình

‘Nhin chung địa hình lưu vực sông Trả Khúc có xu hướng thấp dẫn từ Tây sang Đông, giữa ving núi và vùng đồng bằng địa hình thay đổi đáng kể, hình thành. hai bậc địa hình cao và thấp nằm kế tiếp nhau, không có khu đệm chuyền tiếp.

= Vũng núi: ving núi từ thượng nguồn về tới đập Thạch Nham, Đắt canh

tác chủ yếu tập trung ở ven các sông suối

- Vũng đồng bằng: ving đồng,

đất từ 2 m đến 20 m thuộc các huyện Sơn Tịnh, Tư Nghĩa, Binh Sơn và Mộ Đức Đắt dai thích hợp cho tring lúa, hoa miu và cây công nghiệp ngắn ngày.

Song suối

6 thượng lưu dòng chính sông Trà Khúc có tên DakDrinh bắt nguồn từ

định cao 1.550 m của day núi Ngọc Rin thuộc huyện Konplong tỉnh Kon Tum Từ

thượng nguồn đến Sơn Giang, sông chảy theo hướng Tây ~ Déng Từ Sơn Giang <dén Trung Phước sông chảy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc Từ Trung Phước ra

12 ở phía Đông lưu vực với cao độ mặt

qua vùng núi va rừng rim có độ cao 200 -1000 m Cao trình đáy sông dốc dẫn từ

cao độ 350 m xuống — 2,00 m tại cửa sông

Bảng 1-1 Đặc tneng hình thái ưu vực sông Trà Khúc và một số phụ lơ:

Chiều đài | Diện [D6 cao | Độ dốc Độ doc Hệsố Mậtđộ.str] CT@msông |sôngem| ch | BQIum | BỘiku | lngsông | uốn | hud song

đa) | we(m | wer | ỨC) | khác | osm)

Điều kiện địa chất trong lưu vực khá phức tp, thuộc phía bắc địa khối Kon ‘Tum, bao gồm chủ yếu các thành tạo biển chất cỗ và các phức hệ mácma xâm nhập có tuổi từ Ankerozoi đến Kainizoi, Phin trung tâm phía Tây của vùng là một khối

nàng dạng vòm được cấu thành bởi các da biển chất hệ ing sông Re, phần phía

Nam là các đá biển chất granit phát trién chủ yếu hệ thống đứt gây phương Dong Bắc ~ Tây Nam, dọc theo phia Tây chủ yếu là hộ thổng đt gãy Ba To - Giá Vực.

Lép phủ thực vật

"Trên bề mặt lưu vực sông có khoảng phin nữa diện tích kể từ nguồn là rùng già, còn lại là rừng thưa kiểu cao nguyên và cây bụi rim Vùng hạ lưu là đắt canh tác và đồng bằng trồng lúa chiém diện tích khá lớn trong tổng diện tích tự nhiên.

“Theo tả liệu của Tổ thông tin Sở NN và PTNT phổi hợp với Chỉ cục Kiểm

lâm, Chi cục Lâm nghiệp Quảng Ngãi cung cắp thi diện tích rừng tỉnh Quảng Ngãi

tính đến 12/2009 như sau: tổng diện tích rừng quy hoach cho lâm nghiệp làlà 104.523 ha, rừng trồng 130.276 ha Di

là 23.622 ha Dộ che phú rừng của tinhQuảng Ngãi tính đến cuối năm 2010 là 45%.

234.799 ha trong đó rừng tự nhí ntichrừng ngoài quy hoạch cho lâm nghiệt

Do điều kiện địa hình có nhiều núi cao, khí hậu nóng dm, mưa nhiều, thuận tiện cho cây rimg phát tiển nên cổ nhiều loi cây rừng lớn Nhưng do chịu hậu

‘qua của chiến tranh để lại và việc khai thác, đốt phá rừng bừa bãi nên rừng bị

nghèo di rit nhanh Hàng năm (từ năm 1996-2010) cỏ từ 3 đến 13 ha diện

rimg bị tản phá không có khả năng It1.12 Đặc

i phục lạ, thiệt hại lớn nhất là năm 1996.im khí tượng thủy văn

1.1.2.1 Tình hình số liêu quan trắc khí tượng thy văn.

“Các trạm quan trắc khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Trà Khúc khong

nhiều, tuy nin có một số trạm chủ yếu cỏ sổ liệu quan trc trên 30 năm làm cơ sử

cho tính toán, đánh gitài nguyên nước mưa, tải nguyÊn nước mặt của lưu vực sôngTram khí tương: Trên lưu vực Trả Khúc và khu vực lân cận có tram khí tượngBa Tơ và tram Quảng Ngãi

nhiệt độ, độ dm, nắng, gió, bốc hơi nhiều năm từ 1977 đến 2010, Mang lưới các trạm do mura từ 15 đến trên 30 năm gồm có tram đo mua Sơn Hà, Minh Long Mộ Đức,

"Đức Phổ, Giá Vực có số liệu từ năm 1977-2010, trạm Tra Bang từ 1988-2010, Ngoàilậu quan trắc mưa và các yếu tổ khí hậu chủ yếu như

a ở thượng lưu Tra Khúc còn có các tram Sơn Tây, Tây Trả số liệu đo đầy đủ một sốnăm và một số năm đo 4 thing mia mưa

đến 2010 Do tram này có số liệu quan trc trên 30 năm lại nằm gần trung tâm lưu

vực nên số liệu quan trắc của tram được dùng chủ yếu cho nghiên cứu, đánh giá tài

nguyên nước lưu vực xông Tra Khúe Ngoài ra trên LVS còn có trạm thủy văn Trả

Khúc cách cầu Trà Khúc khoảng 100m v phía thượng lưu cổ số liệu quan rắc mực nước từ năm 1977 đến nay Danh sách các trạm quan trắc KTTV trên lưu vực sông.

“Trà Khúc và khu vực lân cận cũng như tỉnh hìnhbiểu thị trong bảng 1-2

ệu quan trắc của các trạm được Baing 1-2 Thing ké cúc trạm quan trắc khi trọng thủy văn lưu we sông Trà Khie

và vùng lân cân

Têntạm | Loaitram | Thoigian | Yếutố Ghi chú

quan trắc _| quan trắc

Ta Khúc Thay văn “| 1977-2010 |X.H Ở hạ luu LV Tra Khúe“Quảng Ngấi — Khitượng | 1977-2010 Ởhạ lưu LV Tra Khúe

Sơn Gian Thủyvăn | 19792010, G trung lưu LV Trà Khúc.Sơn Hà Khítrợng | 1972010 Ở trang lưu LV Trà Khúc.“Giá Vue Đomưa | 19772010 Ở thượng lưu LV Trà Khúe

‘Tra Bằng Bomua | 19772010 Trên lưu vực Trà Bong

Mộ Đức Đomưa | 19772010 Gig lu LV sông VệĐức Phổ Bomua | 19772010 (Ghia lưu LV sông VệMinh Lon; Đomưa | 19772010 Ở thượng lưu LV Trà KhúeBaTo Khí tượng | 1977-2010 thượng lưu LV sông VệAn Chỉ Thay văn | 1977-2010 |XHLQjp | Ở thương lưu LV sống VỆ

“rên lưu vực sông Vệ ở bên cạnh có liền quan nguồn nước với sông Trả Khúc có trạm thủy văn An Chỉ có số liệu quan trắc dòng chảy từ năm 1977 đến

nay nên cũng là cơ sở tham khảo cho phân tích đánh giávực sông Trả Khúc vả trong tỉnh Quảng Ngãi.

1.12.2 Cúc yêu tổ khí tượng, khí hận

Lưu vực sông Trà Khúc nằm tong vùng khí bậu nhiệt đối giỏ mùa nội chỉ

đổi đồng chảy lưu,

tuyển, nén nhiệt độ cao và ít biển động, bị chỉ phối mạnh bởi dãy Trường Sơn Do ảnh hưởng của đây núi Trường Sơn đã tạo ra hiệu ứng “on” đối với gió mùa Tây Nam nóng và ẩm, bị tác động của dy Trường Sơn đã tạo ra mưa sườn đón gió Khi

đi qua phía đông Trường Sơn, không khi trở nên khô nóng và gây ra thôi tết nắng

ống kéo dài trong suốt các tháng mùa khô tại các tinh ven biển Miễn Trung trong đó số lưu vục sông Trả Khúc, tinh Quảng Ngãi Các yếu tổ khí hậu tại tạm Ba Tơ ở

vùng thượng lưu và trạm Quảng Ngĩi ở vùng hạ lưu như bằng 1-3.

Baing 1-3 Giả trị đặc mg thông nim trưng bình nhiễu năm của các yeu t Bhi

lâu chủ yếu tại tram Ba Tơ và Quảng Ngãi theo sé liệu quan trắc đến năm 2010

veut | Trạm 1H | am fav | V |VI VH|VH|IX| X |XI XH Nămbinh is) | nea 1213 | 14 | 14 | 11 | 0 | 10 | 10 | 10 12tiệt độ không BaTơ 21,5 22§ | 24,7 | 268 | 27.8 |282 | 28,0| 278 | 266 254

sid) [niga lãi lối | 213 | 235 | 256 | 227 | 341 | 222 | 19s | ase | run | 97/2207[Neuén: Đặc dim thủy vn tính Quảng Ngãi _ Đài KTTV Nam Trung Bộ (2012)

Nhiệt độ

"Nhiệt độ không khí trên lưu vực ting

“Tây, từ vùng cao đến vùng thấp Nhiệt độ bình quân hàng năm ở vùng núi tại Ba To là 254°C, ở vùng tại Quảng Ngãi là 25,8°C Tháng có từ Bắc xuống Nam, từ Đông sung g bằng ven

nhiệt độ cao nhất thường là tháng VI, VII, trên vùng núi cao nhiệt độ khoảng 27°C +28C, vùng đồng bằng nhiệt độ khoảng 28°C +29°C, Tháng có nhiệt độ thấp nhất là tháng XII hoặc lở vùng núi nhiệt độ khoảng 20.5'C +21,5°C, ở ding

bằng ven biển 2I,5 +22Độ âm

Độ Am không khí có quan hệ chặt chẽ với lượng mưa và nhiệt độ không.

khí Biến hình của độ ẩm không khí trùng với biến hình mua, Độ ẩm tương đối

của không khí trung bình hing năm của lưu vực là 85% Vào các tháng mùa mua

độ âm không khí đạt lớn nhất 86%=90% Vào mùa khô độ ẩm không khí

80% + 85%.

Bốc hơi

Bốc hơi mặt nước trên lưu vực phụ thuộc vào các yđộ không khí,

trong khoảng 680 + 1040 mm Lượng bốc hơi vùng núi ít hơn vùng đồng bằng ven

tổ khí hậu như nhiệtlộ âm, nắng, gió Lượng bốc hơi năm do bằng ông piche biển đổi

biển Lượng bốc hơi năm trung bình nhiễu năm do bằng ống Pitche tại Ba Tơ là

336 mm và tại Quảng Ngãi là 930 mm,

Bốc hơi nhiều xây ra vào các thẳng ít mưa, nhiều nắng, nhiệt độ và tốc độ

gió lớn, thường xây ra vào thing VIL, VIHL Bốc hoi ít xây ra trong những điều

kiện thời tứ

ngược lại, vio thing XI, XI

Số giờ nắng trung bình nhiều năm tai Ba Tơ là 2000 giờ và tại Quảng Ngãi là 2217 gi Thing có số giờ nắng cao nhất trong năm là tháng V, vào thing này ở

vũng núi số giờ nắng đạt 216 + 230 giờ/tháng và ở vùng đồng bằng ven biển đạt tới

260+264 giờthủng, Thing có số giờ nắng ít nhất la thing XII, trong thing này ở 1g núi cao số giờ nắng trung bình chỉ là 62+ 68 gidithing và ở vùng đồng bằng

ven biển là 88+ 106 giờhángGió bão

Ở vũng núi thượng lưu như tại Ba Tơ có tốc độ gió trung bình năm là 1#

rms, côn ở hạ lưu tại Quảng Ngãi là L2 m/s, Thời ky từ tháng HI đến tháng VILL

tốc độ giỏ trung bình tháng đạt từ 14 mvs đến 1,9 mis, bằng hoặc lớn hơn tốc độ

gió trung bình năm Khi có bão lớn tốc độ giỏ lớn nhất tại Ba Tơ và Quảng Ngãiđều đã đạt tới 40 m/s.

11.2.3 Mica

Nhìn chung tong lưu vực lượng mưa có xu hướng giảm dần từ Bắc vào Nam

và từ Đông sang Tây, Ving mưa lớn tập trung ở các vũng ni cao như Ba Tơ, GiáXe từ 3300 = 4000 mmninăm, vùng đồng bằng ven biển lượng masa nhỏ hơn nhiềuchỉ đạt từ 2300 - 2700 mminăm.

Theo iêu chuin vugt trung bình déu cho thấy mưa trên lưu vực Trả Khúc có 2 mùa là mùa mưa và mùa it mưa, trong đó mùa mưa từ tháng IX đến tháng XII và mùi ém 65-mưa từ tháng I đến thắng VIII năm sau Lượng mưa mùa mưa el70% tổng lượng mưa năm.

Lượng mica năm trang bình nhid 1 bién đổi của mưu

Lượng mưa thing, năm trung bình nhiỀu năm các tram trong lưu vực vàkhu vực lân cận của tinh Quảng Ngãi như bảng 1-4.

Bang 1-4 Lượng mưu thẳng, năm trung bình nhiều năm các tram trong lưu vực.Trà Khúc và ku vực lân cận của tỉnh Quảng Ngai (mm)

Lượng mua năm trung bình nhiều năm Xo của các tram trên lưu vực Tra Khúcvà các lưu vực sông lân cận biển đổi từ.24 mm ở vùng núi thượng lưu và giảm dan

xuống dưới 2000mm ở khu vục họ lưu và đồng bằng ven biển Cụ thể ở trung và

thượng lưu tại Sơn Giang Xo là 3524 mm, tai Ba Tơ ở thượng lưu sông Về là mộttâm mưa lớn nhất có lượng mưa lš 3606 mm, Thượng lưu lưu vực Trì Khúc ừ SơnGiang trở lên mưa có xu thé giảm từ 3500 mim, đến Sơn Tây lượng mưa còn là 2400mm Khu vực hạ lưu Xo tại TP Quảng Ngai là 2518 mm, tại Đức Pho 2005 mm.

“Theo hôi gian, lượng mưa tập rung chủ yu trong đ tháng mia mưa chiếm,70-75 % lượng mưa cả năm, Tháng X và XI của mùa mưa có lượng mưa tháng lớn

nhất trong năm với tổng lượng mưa 2 thing này phổ biển từ 950-1750 mm, chiém

45-55% tổng lượng mưa toàn năm,Lượng mica bình quân lưu vực

Lượng mưa năm trung bình nhiều năm Xo của LVS Trả Khúc đến trạm

Sơn Giang là 3087mm, đến đập Thạch Nham là 3099 mm, đến trạm thủy văn Trà

Khúc là 3070mm,cửa sông là 2742 mm,

Lượng mưa ngày lớn nhất

Lượng mưa ngày lớn nhất trên lưu vực thường xảy 1a khi chịu ảnh hướng của hoàn lưu bao, áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ nhiệt đới, nhiễu động nhiệt đối Nhung đáng kể nhất là khi có sự kết hợp của nhiều loại hình thời tiết khác nhau như giỏ mùa Dang Bắc trần về phía bắc, trong khi ở phía nam cỏ nhiễu động nhiệt đối

đồng thời trên các ting không khí trên cao có trường gió Đông dây Lượng mưangày lớn nhất ác trạm trên lưu vục có thể đạt từ 525.723 mm như bằng 1-5

Bang 1-5 Lượng mara ngày (mm) lớn nhi các trạm trên lưu vực

mạn | © |m|m| | v | ve [vn| vm| | x | xt | xa | am

‘Som Giang | 163 | 130] 149] 110 [283 | 222 Lhoi | 6s | sax | s12 [ani | or7 | ơison Hi | 101 | 105] 145] 123 | 208 | 150 | 108 | 128 | 410 | 46s | 416 | s78 | 57Gia Vue _|90 |zs foo |r Jor [lai | so [ss xi0 | as6 | 723 | 723BaTo 2o3_| iss] iif ti | 225 | 97 | 123) 143 | 332 | 402 | 474 [eo | 640Trà Khúc | 288 | 55 | 145) 198 | 329 | 139 |3 | 256 | sis | si [sts | 275 | sisQuảng Ngai | 284 | 63 | 124) 193 | 270 | 149 | 169 | 245 | 525 | sas | 429 | 313 | 525"Nguận : Đặc diém thủy van tính Quảng Ngãi - Đài KTTV Nam Trung Bộ (2012)

11.24 Đồng chảy và biến đãi của dong chảy

Tham khảo kết qua đề tải “ Nghiên cứu cơ sở khoa học bảo vệ môi trường.có thể nê

nước và HST thủy sinh hạ lưu sông Trà Kh sắc đặc trưng vàchế độ đồng chay của lưu vực sông như sau:

Mina đồng chảy

“rên LVS Trả Khite mũa lũ 3 tháng từ tháng IX đến hết thing XII còn mia

kiệt kéo dai 9 tháng từ tháng I đến hết tháng IX năm sau Tuy nhiên cũng có một

số năm mùa là đến sớm hơn từ tháng IX và kéo đồi 4 thing đến het tháng XI

Đồng chảy năm

Cée đặc trưng dòng chảy năm tại trạm thủy văn Sơn Giang và lượng đồngchảy năm tính đến mộtj tí trên sông Tra Khúc như bảng 1-6,

Bang 1-6 Cúc đặc trưng dòng chảy nim tại trạm thủy văn Sơn Giang và một số vị

Phan phối ding chảy năm

Phân phéi đồng chảy năm (PPDC) dạng

suất thiết kế P=85% tại trạm thủy văn Sơn Giang như trong bảng 1-7,

lòng chảy năm tai tram thủy văn Sơn Giang

Đặc tung thống ké đường thn suất (BTS) lưu lượng dink lũ lớn nhất và lưu

lượng định lũ lớn nhất tram thiy văn Sơn Giang ứng với các tin suất thiết kế như

trong bảng 1-8.

Bang 1-8 Các đặc trưng lưu lương định lĩ lớn nhất và im lương đình it lớn nhất

thiết kể tại Sơn Giang.

Đặc trơng thống kế đường tn suất Qmax | Lưulượng định là lớn nh shit kếDmaxpff (m5)

Gmxiami]— œ œ [Fsi# | Pai | pase6859 06 LS 25.380 20,560 | 14880

Lũ chính vụ có định lũ lớn xuất hiện trong thing X và XI thường kéo dai từ 5 đến trên 10 ngày với lưu lượng từ 2.000 đến trên 10.000 mŸ/s Lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất trong chuỗi số thực đo 32 năm từ 1979-2010 là 18.300 mỬs xảy ra nim 1986, Các năm xảy ra lũ lớn khác là năm 1999 có Qmax là 10.700 m”/s, năm 1998 và 1996 có Qmax là 10.100 mÌ⁄.

*_ Đồng chảy nhỏ nhất

Các đặc trưng thống kê DTS lưu lượng tháng nhỏ nhất (Qthang min) và lưu lượng ngày nhỏ nhất (Qngàymin) tai trạm Son Giang như bảng 1-9.

“Bảng 1-9 Các đặc trưng Othang min và Ongaymin và lưu lượng đồng chả)nhất thiết kế tại Sơn Giang

Dân số của lưu vực tổng hợp theo số liệu của Niên giám thẳng ké năm 2010 là

663.605 người, trong đó khu vực trung và thượng lưu từ đập Thạch Nham trở lên là

139.105 người, khu vực hạ lưu 13 524.500 người (bảng 1-10) Theo số liệu thống kế

thì số lao động nông nghiệp trên lưu vực chiếm 88% tông số lực lượng lao động của

tỉnh, iếp đến là số lao động lâm nghề khai thác, đánh bit thấy, hai sân ven bờ và xa

Bảng 1-10 Diện tíc, dân sốcủa các luyện, phần thuộc lu vực sông Trà Khú

Điện th | Dan sb tap 2Khu vue | Huyệwthànhphố - PHOS demas) MÊMđộ(ngườikmỦ)

Sơn Tây 382, 17860 467

SơnHà 7519 68.200 907

Ba To 2495 12500 30,1 Tangvà Tei Bing 126 S501 70

thượng lưu | Tay Te 302, 17 360 374

‘Minh Long 60A 1500 247“Toàn lưu we | Ting cong 3337 {663.608 198,9 (liv rune inh)

Nguin: Ting hop theo số ệucủa Niễ giảm thing lệ th Quảng Ngôi năm 2010

2) Các ngành kinh tế

® Nông nghiệp.

Sản xuất nông nghiệp chiếm tỷ trọng chủ yếu trong các hoạt động phit

trkinh tế trên lưu vực, tập trung chủ yếu ở khu vye hạ lưu Những cây trồng

tích lúa là

chính trên lưu vực là lúa, ngô, sắn, lạc, đậu tương và mía trong đó

chủ yếu Hiện nay, cơ cu kinh tẾ nông nghiệp đang chuyển dich theo hưởng giảm dan cây lương thực, tăng cây công nghiệp và cây thực phẩm.

+ Nuôi trồng thủy sản

Nuôi trồng thủy sản bao gồm nuôi cá ling, cá bè trên sông vả nuôi tôm ở

khu vục cửa và gin cửa sông Nuôi tôm si, tôm thể chân tring, cua xanh được

phát rin nhiều ở các xã Tịnh Khê, Tịnh Hòa, Nghĩa Phú, Nghĩa Hòa

+ Cong nghiệp

Trong vùng ha lưu có khu công nghiệp (KCN) lớn là Quảng Phủ thuộc

thành phố Quảng Ngãi; ngoài ra còn có một số cụm công nghiệp và làng ngh như

‘cum công nghiệp Tinh An Tây, cụm công nghiệp thị trần Sơn Tịnh.

Khu công nghiệp Quảng Phú với diện tích theo quy hoạch là 120,4 ha có 43

phép đầu tr trong đó có 29 dự án đang hoạt động sản xuất kinh doanh với tổng nguồn vốn đầu tư đăng ký là 892,7 tỷ đồng, chủ yếu là các ngành sản xuất chế biển nông, lâm, thủy hải sản, may mặc, da giầy, bao bị, giấy.

+ Du lịch dich vụ

Núi Ấn sông Trà, bãi biển Mỹ Khê, chúng tích Sơn Mỹ, mộ Cụ Huỳnh

“Thúc Kháng

những địa điểm hip dẫn cho cả du khách địa phương, trong nước và nước ngoài.

1.2 Vài nét về mô hình chất lượng nước và ứng dụng trong quản lý bảo vệ chất lượng nguồn nước sông.

nằm trọn trong vũng hạ lưu sông Trả Khúc, từ lâu nay đã a

Hiện nay, các mô hình chất lượng nước được coi là công cụ rit hiệu quả để nghien cứu đánh giá biến đổi chất lượng nước trong sông Có rất nhiều mô hình chit lương nước được xây dựng và ứng dung trong thực tổ Tuy nhiên, có hai mô

hình thường được sử dụng trên thé giới và ở nước ta hiện nay nh à:

Hig thing mô hình MIKE

Viện thủy lực Đan Mạch trong những năm 1990 đã thiết lập hệ thống các

mô hình họ Mike này để mô phỏng biến đổi số lượng và chất lượng nước cho

kênh, sông Hệ thống mô hình họ Mike có thể tính toán và dự báo lũ, tính toán cân

bằng sử dung nước và sự lan truyền chất 6 nhiễm rong ding chảy từ các nguồn

khắc nhau vào các lưu vục khác nhau của hệ thống sông Tay thuộc đối tượng

nghiên cứu, yêu cầu tính toán các thông số chất lượng nước trong dòng chảy sông, cửa sông, hồ hay biển mà áp dung các phiên bin khác nhau như MIKE 11, MIKE

21, MIKE 3, MIKE SHE, MIKE MOUSR và MIKE BASIN, Bộ mô hình này hiệndang được sử dung rộng ri ở nước ta trong quy hoach và quản Ij nguỗn nước

Mô hình QUAL 2E

Mô hình QUAL 2E mô phỏng sự lan truyền các chất 6 nhiễm trong dong chiy một chiều và hai chiều đối với dòng chảy én định hạ lưu nguồn thải Các thông số chất lượng nước được mô phỏng trong mô hình này bao gồm: DO, BOD., các chất dinh dưỡng, cúc chit bảo toàn và không bảo toàn, các vi kh

chỉ thị Mô hình có thé áp dụng để xác định mức độ tác động của các chất bin củan điện với chất lượng nước sông vả là một mô hìnhđược ứng dung nhiều ở nước ta trong những năm vừa qua.

1.3 Tình hình 6 nhiễm nước và quản lý bảo vệ chất lượng nước hạ lưu

sông Trà Khúc.

1.3.1 Tình hình khai thác sử dụng nước hạ lưu sông Trà Khúe1) Nước đùng cho t

Nước cho tưới các diện tích đất canh tác trên lưu vực Trả Khúc được cung sắp nhờ hệ thing thủy lợi (HTTL) trên lưu vực và hệ thông các hỗ chứa và đập

dâng nhỏ rải rác trên toàn lưu vực Sau 2016 sẽ cỏ thêm hồ chứa Nước Trong khihỗ chia này xây dựng xong và di vào hoạt động

+ Hg thống thủy lợi Thạch Nham.

ự thủy lợi Thạch Nham có công trinh đầu mỗi là đập Thạch Nhamnằm trên dòng chính sông Trà Khúc tại xã Sơn Nham, huyện Sơn Hà có điện tích:

lưu vực 2.850 km” Công trình được khởi công xây dựng năm 1984 và đến năm 1991 bắt đầu đã vào vận hành Theo thiết kế HTTL cỏ nhiệm vụ cung cắp nước tưới cho 50.000 ha đắt canh tác (gồm 38.000 ha tự chảy va 12.000 ha tao nguồn); cắp nước cho sinh hoạt và công nghiệp, chăn nui cho các huyện Bình Sơn, Son

Tinh, Tư Nghĩa, Nghĩa Hanh, Mộ Đức, Đức Phổ và thành phd Quảng Ngãi Lưu

lượng thiết kế của kênh chính Bắc là 22.5 mV và kênh chính Nam là 27.5 ms, tổng cộng cả hai kênh là S0 mỶ/s.

Hiện igi HTTL Thạch Nham cung cấp nước tưới cho hai khu vực lũ (1)

khu tưới hạ lưu sông Trả Khúc theo kênh chính Bắc tưới cho các huyện Bình Sơn,

Son Tịnh với lưu lượng 23,5 m'/s và nước từ kênh chính Nam tưới cho các huyện ‘Tw Nghĩa, Nghĩa Hành với lưu lượng 17,1 mÏ/s, và (2) khu tưới Nam sông Vệ thi

nước từ kênh chính Nam được chuyển qua xi phông sông Vệ để tưới cho hai

huyện Mộ Đức và Dức Phé thuộc Nam sông VỆ với lưu lượng 13,63 mỒ⁄s,

Ngoai ra, hệ thống cũng tạo nguồn nước cho các công trinh thủy lợi nhỏ ở hạlưu, Theo số liệu thống kê của Công ty QLKT CTTL Thạch Nham thi năm 2010 tổng

diện ích tưới của hệ thổng kể cảdiện tích tạo nguồn sẽ là 34.551 ha.

Bảng 1-11 Diện tích tưới HTTL Thạch Nham năm 2010

Loạicâytrồng | Kêmhchính | Kênhchính Cộngcähai Ghỉchú

Ciy CN ha) 2450 s5 3i4

2 | Cp hước SH wi CN ly kênh Thạch Nhan qn ings đâm)

2) KCN Dung Quit 15.000 D 15.000 — CiốikệnhB?

S)KCN Tịnh Phòng 6900 h 6900

Teng cộng 21.900 o 21.900

“Nguồn: SỐ iệu thing ké eta Công tụ QLAKTCTTL Thạch Nham

Lượng nước lấy vào hệ thống được tổng hợp từ số liệu vận hảnh lấy nước § từ 1994-2010 như bảng 2-5 cho thấy trong 9 thing mùa kiệt (LIX) lượng nước lấy vào hệ thống rất lớn từ 400-700 tr mỶ, trong đó có 12/17 năm lượng nước

lấy vào trên 600 tram, So sánh với nguồn nước đến đập Thạch Nham trong các

thing mùa kiệt cho thấy hiện tại đập Thạch Nham lấy từ 20 % đến 45 % lượng

nước mùa kiệt của sông.

Bảng 1-12 Lượng nước lấy vào HTTL Thạch Nham 9 thẳng màu liệt (Tr m’)

gui: Ting hop theo số iu vận lành lấy nước của HTL Thạch Nham

= Các công trình thủy lợi nhỏ

Theo sốu thống kê của Chi cục thủy lợi tỉnh Quảng Ngãi tinh đến năm2010 trên lưu vực sông Trà Khúc có 267 công trình thủy lợi nhỏ, trong đó có 43hỗ chứ 186 đập ding và 38 trạm bơm Khu vực thượng lưu có 141 công trìnhtưới được 2051 ha, khu vực hạ lưu có 108 công trình tưới được 6522 ha.

COng điện tích tưới của hệ thống thủy lợi Thạch Nham năm 2010 ( 34.551ha kể cả tạo nguồn) với diện tích tưới của các công trình thủy lợi nhỏ thi các công

trình thủy lợi trên lưu vực hiện nay đã tưới được gần 41.073 ha trong đó chủ yếu

là lúa nước hai vụ Đông xuân va He thu,

Ngoài ra, trên lưu vực đang xây dựng hỗ chứa Nước trong dự kiến sau2015 công trình mới di vào vận hành Hỗ Nước Trong xây đựng trên nhánh suối

Nước Trong, có dung tích hữu ích là 258,7 tram nhằm bổ sung nguồn nước cho

đập Thạch Nham để cung cắp nước cho tưới của HTTL Thạch Nham, cung c

nước cho khu công nghiệp Dung Quất và Thành phố Vạn Tường thuộc sông Trà Bing

2) Nước ding cho chăn nuôi

“Chăn nuôi gia súc, gia cằm của người dân vùng nông thôn cũng dùng chủ

ya lượng nước khai thác từ giếng của các hộ gia đình nằm trong khu tưới Thạch

Nham Lượng nước bổ cập cho các giếng này cũng chủ yếu là nước thấm từ cáckênh tưới của hệ thông Thạch Nham.

3) Nước dùng cho sinh hoạt và công ng

Lấy từ kênh Thạch Nham

~ Theo số liệu của Công ty QL.&KTCTTL Thạch Nham thì năm 2010 nước từ kênh chính Bắc cung cấp cho các KCN tập trung ki 21.900 mÌ/ngảy đêm, trong đồ KCN Tinh Phong 6900 mÌ/ngày đêm và KCN Dung Quit 15,000 m /ngày đêm “Trong tương lai khi hồ Nước Trong xây dựng xong thì lượng nước cắp từ kênh Thạch Nham cho KCN Dung Quất và thành phố Vạn Tường theo thiết kế sẽ lên

đến 3,95 mì.

~ Nước sinh hoạt của dân cư trong khu tưới Thạch Nham được lẫy từ các

giếng khai thác nước ngim ting nông được bé cập từ lượng nước thắm của kênh

Thạch Nham nên gián tiếp cũng sử dụng nguồn nước lấy vào của hệ thống Thạch

Lay trén sông Tra Khúc

Tram bơm của nhà máy nước Quảng Ngãi đặt ngay sau edu Trả Khúc lấy

nước ngim ting nông được bổ trợ của nước mặt của sông cung cấp cho sinh hoạt

và công nghiệp với công suất khai thác năm 2010 là 20.000 mÏ/ngây đêm cung cấp cho sinh hoạt của dân cư sống trong thành phố Quảng Ngãi và KCN Quảng

4) Nước dùng cho nuôi tring thấy sản

~ Nuôi cá lỗng trong sông tại một số khu vực ven sông ở hạ lưu như ở xã

Tinh Sơn, Tịnh Long Loại hình này sử dụng nguồn nước tại chỗ nên không làmtiêu hao lượng nước nhưng có làm ô nhiễm nước sông.

~ Nôi trồng thủy sản tại khu vực cửa sông ở một số xã như Tịnh Kỷ, Tịnh

Hòa, Tịnh Khê, Nghĩa Phú, Nghĩa Hiệp có một số ao/ nuôi trồng thủy sản với điệ tích là 285 ha, Với lượng nước sử dụng cho 1 ha ao nuôi lấy trung bình là

40.000 mÌ/ha.năm thì lượng nước dùng cho nuôi trồng thủy sản nước lợ ở khu vực

cửa sông ước tính là 11,4 triệu m’.

1.3.2 Tình hình ô nhiễm nước hạ lưu sông Trà Khúc.

1) Đoạn từ sau đập Thạch Nham đến cau Trường Xuân

Do không có các hoạt động công nghiệp hai bên sông và khu tập trung đông

dân cư nên đoạn sông nay tiếp nhận các nguồn thải phân tân do hoạt động nông

nghiệp và din cư nông thôn Nước thải sinh hoạt, chăn mui trong khu tưới ai bênsông của HTTL Thạch Nham theo nước hồi quy và qua các nhánh suối Lâm, sôngGiang suối Tô chảy vio sông Trà Khúc ở hai bên bừ của đoạn này Ngoài ra côncó chất thải do hoạt động nuôi cá lồng và chăn muôi thủy cằm trên đoạn sông nàycủa một số hộ dân như tại xã Tịnh Sơn.

b) Boan sông chủy qua Thành phố Quảng Ngãi (từ sau cầu Trường Xuân

đến bến Tam Thương)

Ngudn nước đoạn sông này chịu ảnh hưởng nhiễu nhất của các nguồn gây 6

nhiễm tập trung và phtin do hai bên sông có nước thái của Thành phố QuảngNgãi (bờ phải) và Thị tran Sơn Tịnh (bờ trái) và của hai KCN tập trung lớn là

KCN Quảng Phú (huộc TP Quảng Ngãi) và KCN Tinh Phong (thuộc Thị trần Sơn

Tịnh) chiy vào, cụ thể như sau

Nguén tải tập rung,

Nguồn xã thả tập trung lớn đã một số lần gây ô nhiễm nghiêm trong nguồn

nước đoạn sông này và khu vực hạ lưu trong năm 2009, 2010 là nước thải củaCông ty CP đường Quảng Ngãi Cổng xa nước thải này chảy vio đoạn sông ở bờ

phải cách cầu Trả Khúc khoảng 800 m về phía thượng lưu Do năm 2010, 2011

Tinh Quảng Ngãi đã có biện pháp kiểm soát chặt chế hơn nên ảnh hưởng 6 nhiễm

của nguồn xã thi này đã giảm đi

~ Một phần nước thải sinh hoạt của thị rn Sơn Tịnh theo suối Bau Sắc

chiy vào sông Trà Khúe ở bờ tri cách cầu Trả Khúc khoảng 300m về phíathượng lưu.

~ Nước thải sinh hoạt của dân cư khu vực Thành phổ Quảng Ngãi và nước thải công nghiệp KCN Quảng Phú Hai nguồn thải này hỏa trộn với nhau

phần lớn theo kênh tiêu nước của thành phố chảy xuống sông Bau Giang, một.

phần chảy ra sông Trả Khúc ở bờ phải ti ha vịt: (1) tại cổng Ho Thành cách cầu Trà Khúc khoảng 1 km về phía hạ lưu, và (2) tại bến Tam Thương ở ha lưu.

công Hào Thành khoảng 1 ke

- Nước thi sinh hoạt và chân nuôi của dân cư nông thôn, nước thải

nông nghiệp của các khu tưới hai bên sông của HTTL Thạch Nham theo các suối

nhỏ và nước hồi quy chảy vào sông ở đoạn này

Nói chung nước thải sinh hoạt của TP Quảng Ngãi và thị tran Sơn Tịnh

đều chưa được xử lý nên cỏ tiểm năng gây ô nhiễm cao Tính đến 2010 cả KCN

Tỉnh Phong và KCN Quảng Phú đều chưa hoàn thành xong hệ thống XLNT tập trung nên tiềm năng gây 6 nhiễm của nước thải ở hai KCN này cũng rất đáng kể “Tuy nhiên, sang năm 2010 riêng KCN Quảng Phú đã xây đựng xong và bắt đầu đưa vào hoạt động thir nghiệm hệ thống XLNT nên bước đầu đã hạn chế được 6

nhiễm nước do nguồn thải này gây ra

3) Đoạn sông chảy từ sau bén Tam Thương đến cửu song

"Đoạn này chỉ có các nguồn thải phân tin (sinh hoạt và chin nuôi từ vũng dân cw nông thôn và khu tưới thạch Nham theo các suối nhỏ và nước hồi quy chay xuống sông, \ oii ra cổ thêm nguồn 6 nhiễm do chit thải của nudi tring thủy sin

của một số hộ nuôi cá lồng, chăn thả vịt tại xã Tịnh Long, các ao nuôi thùsản

nước Ig tại khu vực cửa sông."Đánh giá chung

~ Doan sông chảy qua thành phố Quảng Ngài chịu áp lực ô nhiễm lớn

nhất do nguồn nước thải sinh hoạt và công nghiệp của TP Quảng Ngãi và hai khu

công nghiệp Quảng Phú, Tịnh Phong, trong đó có cổng xã nước thai của Công ty

CP đường Quảng Ngãi chảy trực tiếp vào sông nên đoạn nay có nguy cơ ô nhícao nhất

~ Các đoạn sông khắc chủ yêu chịu ảnh hưởng của nguồn 6 nhiễm phôi

tấn tir vùng dân cu nông thôn và khu tưới Thạch Nham hai bên sông, trong đó có

nước thải một số làng nghề truyền thống.

Sup giảm chất lượng nước đã ảnh hưởng rất lớn đến kinh tế xã hội và mỗi

trường của khu vực hạ như là:

- Lâm suy thoái hệ sinh thấi nước và làm giảm nguồn lợi thủy sản ở khuvực hạ lưu

- Ảnh hướng đ

‘TP.Quang Ngãi và các khu vực dân cư hạ du,

chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp của

~ Anh hưởng đến đời sống xã hoi, đặc biệt là sức khỏe của người dân sôngven sông vũng hạ lưu.

1.4 Vấn đề ứng dụng mô hình chất lượng nước trong quản lý bảo vệ chất lượng nước hạ lưu sông Trà Khúc và nội lung nghiên cứu trongluận văn

Nội dung ứng dụng mô hình toán cho quản lý bảo vệ CLN hạ lưu sông TraKhúe thực hiện trong luận văn cụ thể như sau

~ Lựa chọn mô hình toán để ứng dụng,

~ Phin tích tổng hợp các thông tin số liệu, tinh toán số liệu đầu vào cho ứng dụng mô hình, lập sơ đỏ hệ thống cho ứng dụng mô hình cho lưu vực sông.

ưu vực sông, từ đó đưa ra ý kiến về cáii pháp quan lý bảo vệ chát lượng nước.(Qua phân tích bai toán nghiên cứu và điều kiện thực tẾ của lưu vực sôiluận văn lựa chọn mô hình Mike Basin để ứng dung, trong đồ nội dung nghiên

cứu ứng dụng mô hình bao gồm cả hai phần:

(1) Nghiên cửu ứng dụng mô dun cân bằng nước dé đánh giáchế độ dòng

chảy của sông và khu vực hạ lưu dưới ảnh hưởng của các hoạt động khai thie sử

dụng nước trên lưu vực, đặc biệt là lấy nước của đập Thạch Nham.

(2) Nghiên cứu ứng dụng mô dun chất lượng nước: mô dun chất lượng

với mô đun cân bằng nước CLN để mô phỏng biển đổi chất lượng.nước liên

nước trong sông và khu vực hạ lưu

Trọng điểm bảo vệ chất lượng nước tại khu vực hạ lưu là tại thành phố Quảng Ngãi, vị tí cầu Trả Khúc

“Các kết qua hiệu chỉnh thông số của mô hình sẽ được sử dung để dự bio

biển đổi chất lượng nước sông cho một số phương ân quản lý, kiểm soát v8 xử lý các nguồn gây ô nhiễm cũng như giải pháp bổ sung nguồn nước cho khu vực hạ

lưu,

CHUONG 2

MO PHONG BANG NƯỚC VA BIEN DOI CHAT LƯỢNG NƯỚC HẠ LƯU SONG TRA KHÚC BANG MÔ HÌNH MIKE BASIN

“Trong chương nảy luận văn sẽ đi sâu vào ứng dụng mô hình Mike Basintính toán đánh giá biển đổi cân bằng nước và chất lượng nước hạ lưu sông Trả

Khúc theo phương án hiện trạng Sau đó luận văn dự kiến xem xét sự biến đổi

chất lượng nước mặt hạ lưu sông Trà Khúc theo một số phương án xử lý nướcthải

"Nội dung cơ bản mà luận văn nghiên cứu trong chương này bao gồ

Tính toán cân bằng nước và xem xét sự biến đổi về chất lượng nước mặt hạ

lu sông Trà Khúc theo phương án hiện trạng với số iệu thực đo năm 2009, 2010,từ đồ nhận xét và đề ra biện pháp giải quyết

2.1 Giới thiệu mô hình Mike basin.3.11 Xuất xử của mô hình

Mô bình MIKE BASIN là một công cụ cân bằng giữa nhu cầu về nước và

nước có sin theo cách tối tu nhất giáp cho công tie quy hoạch lưu vực sông tổng

hợp và quan lý tải nguyên nước, do Viện thuy lực Dan Mạch (BHI) xây dựng, nó

là một mô hình toán học thể hiện một lưu vực sông bao gém cấu hình của các

sông chính và các sông nhánh, các yếu tổ thuỷ văn của lưu vực theo Không gian và

theo thời gian, các công trình, hệ thống sử dụng nước biện tại và tong lại và các

phương án sử dụng nước khác nhau Mô hình cũng biểu diễn cả tải nguyên nướcngầm và quá trình diễn biến nước ngằm Mô đun MIKE BASIN WQ bổ sung

thêm chức năng mô phỏng chất lượng nước,

thấy vàn

Tình 2-1, Cu trúc mô hình và quả tình mô phông trong MIKE BASIN

Quan niệm toán học trong mô hình MIKE BASIN là tim các lời giải ôn

định cho mỗi bước thời gian Có thể ding MIKE BASIN để tim các giá tị diễn

hình đối với số lượng và chất lượng nước trong hệ thống biến đổi chậm (vi dụ chu

kỳ hàng năm của các thing).

Vir điển của MIKE BASIN: là tốc độ tính toán của nỗ cho phép vạch ra

nhiễu kịch bản khác nhau, Sa số do nhiễu giải pháp tính tạo ra không đáng kế khíbước thời gian của quá trình không nhỏ hơn thời gian mô phỏng.

Mô hình hoạt động trên cơ sở một mạng lưới sông được số hoá và các thiết trên man hình máy tinh trong ArcView GIS Tắt cả các thông tin

mạng Mới sông, vị tí cúc hộ dùng nước, hd chứa, cửa lẤy nước, các yêu cầu về

chuyển đồng, đồng hồi quy đều được xác định trên màn hình.

Nhập liệu chủ yếu của mô hình bao gầm số liệu theo thời gian của dong

chảy trên lưu vực của từng nhánh, Các tgp số liệu bỏ trợ gồm các đặc tính hồ chứa vã các quy tắc vn hình củ từng hồ chứa, ligt số iệu Khí tượng và số gu tương

ứng với hệ thống hoặc cấp nước như nhu cầu nước và ác thông in về đồng hồi

quy

2.1.2 Cơ sở lý thuyết của mô hình.

4 Phương pháp mô phông và lập sơ đồ hệ thing xông

Mô phỏng hệ thống sing

MIKE BASIN được xây dựng theo kiểu mô hình mạng lưới, trong.

đồ sông và các nhánh hợp lưu chỉnh cũa nô được biễu diễn bằng một mạng lưới

bao gồm các nhánh và các nút Các nhánh thể hiện các đoạn sông riêng bit, còncác nút thể hiện các tiểu hợp lưu hoặc các vịtà tại đó các hoạt động liên quan

đến phát triển nguồn nước có thé diễn ra như điểm của đồng chảy hồi quy tir các

khu tưới, hoặc là điểm hợp lưu giữa hai hoặc nhiều sông hoặc suối hoặc tai các vị

trí quan trong cin có kết quả của mô hình.

Trước khi bắt đầu xây dựng mô hình edn xác định sơ để lưu vực sông phù

hợp và các đặc trưng liền quan Để đánh giả tải nguyễn nước của một lưu vựcsông lớ cần phải đưa vào hàng loạt các đặc trmg và nhu cầu riêng biệt, Vi dụ

một số

các hộ này vào như các hệ thống riêng biệt thường đôi hỏi rất nhi

lớn các hộ dùng nước nhỏ thường rải rác trong một vùng Việc đưa tắt cả

công sức,

Có thể đưa ra các kiểu sơ dé sau đây:

~ Kết hợp các sông nhỏ vào một nhánh duy nhất ở thượng lt một điểm lấy Kết hợp các điện tích tưới nhỏ vào một hệ thing tới duy nhất với một

điểm lấy nước,

- Kết hợp cấp nước thành phố và cắp nước công nghiệp làm một

tram bơm, sông subi kênh mương và các đường ông dẫn nước

- Nhóm nhân tổ sử dụng nước trong hệ thống, như là sử dụng nước cho sinh

hoạt, cho công nghiệp, nông nghthủy điện, thuỷ sản, hay các hoạt động.khác liên quan đến nước.

Nhóm nhân tổ liên quan đến quản lý hệ thống tải nguyên nước, như các

nguyên tắc vận hành hỗ chứa, các phương pháp phân phối nước trong hệ thống,

~ Nhóm các nhân tổ thuỷ văn như mưa, bốc hơi, dòng chảy, tại các lưu vực

bộ phận và nhập lưu địa phương iu vào cho tính tain cân bằng nước của môhình toán

“Tắt cả những nhóm nhân tổ rên đều được đưa vio mô hình ton thông qua

các phương pháp mô phỏng toán học của mô hình

Lập sơ đồ hệ thống

Nàng cốt của mô hình là mạng lưới các nút và các đường dẫn như hình 2.2.

Cấu hình của mạng lưới các đường dẫn phản ánh mỗi quan hệ không gian giữa các nhân tổ trong hệ thống tải nguyên nước Những hoạt động sử dựng nước như

việc cung cấp hay xã nước đều được mô phỏng trong mang lưới thông qua các

nút, Sự vận chuyển của nước trong mạng lưới được thay thể bởi các đường

qué tình này luôn được kiém soát bởi các quy tắc vận hành mã chúng ta đ chỉ ra cho hệ thông Ngoài ra khía cạnh về thời gian cũng được thể hiện qua các chuỗi thời gian của lưu lượng, mưa và bốc hơi

Trong mô hình MIKE BASIN đã sử dụng và mô phỏng hoạt động của hệ

thông qua nhiễu loại nút khác nhau như là những nút trên sơ đổ hệ thẳng sông tính

toán (nút đồng chảy đến, dòng chảy di nút nhập lưu, nút phân lưa,.), các nút biểu

thị các khu vực dùng nước hay nút nhu cẩu (như nút tưới, nút cung cấp nước, nút

hồ chứa, phát điền ) các mit kiểm sát.

b Trình te tinh toán và ứng dung mô hình

“Cũng như các mô hình cân bằng nước hệ thống sông, mô hình Mike Basin

hi ứng dung cần theo các bước chủ yếu sau

Phin chia các lưu vực bộ phận và nhập lưu địa phương,

~ Xác định các khu sử dụng nước, các nit tính toán và lập sơ đỗ mô phỏng chobai toán ứng dụng.

~ Tĩnh toin xe định các số liệu đầu vào của m hình: Dong chảy trên các ưu vực bộ phận, dòng chảy đến các nút tính toán, các nhu cầu dùng nước tại các

khu vực sử dụng và các thông số của các công trình dùng nước,~ Mô phòng xác định bộ thông số của mô hình

“Tinh oán theo các phương án tink toán được thiết lập= Nhận xét và đánh giá kết quả

¢ Giới thiệu hai mô dun chính ứng dung trong luận văn.

Mô hình Mike Basin có rit nhiều mô đơn tính toần bao gồm: Mô dun cân

bằng nước (Mike basin), mô đun lưu vực (Catchment delineation), mưa rào đồng

chay (Rainfll-runoff models), đồng chảy mat (Surface tools), phân loại đất (Land

classification)

MIKE BASIN & MISoll erosion analysis.

Import and transform aaaaaaaaa

Vector and GRID tools

Hele ox | —Caneel

Hinh 2-3 Các mô dun trong mô hình Mike Basin

Voi mục dich nghiên cứu như trên thi luận văn chỉ tập trung vào vio hai

mô dun cân bằng nước (Mike Basin) và mô dun chất lượng nước (WQ Mike Basin) Sau đây là một số n dung trong hai mô đun nghiền cứu

cụ) Mô dun cân bằng nước (Mike Basin)

“Nguyên lý tính toán cân bằng nước:

Cân bằng nước là nguyên lý chủ yếu được sử dụng cho tính toán, quy hoạch và quản lý tải nguyên nước Nó biểu thi mỗi quan hệ cân bằng giữa lượng nước đến, nước đi và lượng trữ của một khu vực, một lưu vực hoặc của một hệ thing sông trong điều kiện tự nhiên hay cỏ sử dụng của con người.

Xét một lưu vue có phía trên giới hạn bởi mặt đắt lưu vực, phía dưới bởi lớp đất không thắm nước, ngăn cách mọi trao đổi của nước trong lưu vực với các tổng đt ở phía đưới Khi đó phương tỉnh cân bằng nước tổng quit I

(XZ Wi) - Zot YotWo)UU;

Trong đó:

X lượng nước mưa ơi xuống lưu vực