Sử dụng phần mềm QUAL2K trong quản lý chất lượng nước tỉnh vĩnh

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .5 DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU 10 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ MỘT SỐ MÔ HÌNH MÔ PHỎNG CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG 12 1.1 Tổng quan tỉnh Vĩnh Phúc .12 1.1.1 Vị trí địa lý [14] 12 1.1.2 Địa hình, địa mạo 13 1.1.3 Tài nguyên rừng 13 1.1.4 Tài nguyên nƣớc mặt [14] 14 1.2 Một số mô hình mô chất lƣợng nƣớc sông 14 1.3 Giới thiệu sông Cà Lồ 18 1.3.1 Lƣu vực sông Cà Lồ .18 1.3.2 Nguồn gây ô nhiễm nƣớc mặt sông Cà Lồ 20 CHƢƠNG MÔ HÌNH QUAL2K .23 2.1 Sự phân đoạn QUAL2K [16] 23 2.2 Cân lƣu lƣợng [16] .25 2.3 Các đặc tính thủy lực [16] 26 2.4 Mô hình nhiệt độ [16] 27 2.5 Mô hình tính toán cho phần tử [7,16] 28 2.6 Chạy mô hình 30 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 32 3.1 Thu thập liệu địa hình, khí tƣợng thủy văn khí tƣợng 32 3.1.1 Các liệu địa hình 32 3.1.2 Dữ liệu thủy văn, thủy lực 32 3.1.3 Dữ liệu khí tƣợng 34 3.1.4 Các thông hệ số động học đƣợc sử dụng mô hình 35 3.1.5 Chất lƣợng nƣớc ranh giới thƣợng nguồn 36 3.2 Kiểm tra tƣơng hợp mô hình QUL2K khu vực nghiên cứu 37 3.2.1 Các nguồn nƣớc thải vào sông Cà Lồ 37 3.2.2 Tính toán liệu nguồn thải vào sông 39 3.2.3 Chất lƣợng nƣớc sông Cà Lồ mùa mƣa 2013 44 3.2.4 Kết mô hình chất lƣợng nƣớc sông Cà Lồ mùa mƣa 2013 44 3.3 Ứng dụng mô hình QUAL2K dự báo chất lƣợng nƣớc sông Cà Lồ theo kịch 46 3.4 Tính toán mô hình hóa cho kịch 47 3.4.1 Kịch 47 3.4.2 Kịch Kịch .53 3.5 Đề xuất số biện pháp quản lý tổng hợp nguồn nƣớc mặt sông 60 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 LỜI CAM ĐOAN Bản luận văn tự lập nghiên cứu thực dƣới hƣớng dẫn TS Trịnh Thành Để hoàn thành luận văn này, sử dụng tài liệu đƣợc ghi mục Tài liệu tham khảo, không sử dụng tài liệu mà không đƣợc liệt kê Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung mà trình bày luận văn Hà Nội, ngày tháng HỌC VIÊN Đỗ Đình Chính năm 2015 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, xin gửi lời chúc sức khỏe, lời cảm ơn chân thành tới TS Trịnh Thành, ngƣời tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ suốt thời gian thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới toàn thể thầy cô giáo trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội tận tình giảng dạy giúp đỡ suốt thời gian học Tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè, ngƣời quan tâm, động viên, khích lệ suốt trình học tập để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Hà Nội, ngày tháng HỌC VIÊN Đỗ Đình Chính năm 2015 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CN NN Q2K KCN QLLVS TCLVS TNHH TP UBND WHO Công nghiệp Nông nghiệp QUAL2K Khu công nghiệp Quản lý lƣu vực sông Tổ chức lƣu vực sông Trách nhiệm hữu hạn Thành phố Ủy ban nhân dân Tổ chức y tế giới DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Những tiêu thái đƣợc mô tả mô hình [16] 28 Bảng 3.1 Dữ liệu địa hình 32 Bảng 3.2 Dữ liệu thủy văn, thủy lực sông Cà Lồ .32 Bảng 3.3 Lƣu lƣợng nƣớc trung bình theo tháng năm sông Cà Lồ 32 Bảng 3.4 Thông số đoạn sông 33 Bảng 3.5 Thông số khí tƣợng đo trạm Vĩnh Yên [9] 34 Bảng 3.6 Tốc độ gió trung bình tháng năm 34 Bảng 3.7 Các hệ số động học 35 Bảng 3.8 Chất lƣợng nƣớc ranh giới thƣợng nguồn hạ nguồn 37 Bảng 3.9 Vị trí nguồn thải so với cuối đoạn sông Cà Lồ 38 Bảng 3.10 Lƣợng nƣớc thải sinh hoạt thải vào đoạn sông Cà Lồ 40 Bảng 3.11 Định mức tải lƣợng chất ô nhiễm nƣớc thải sinh hoạt 40 Bảng 3.12 Tỷ lệ hộ sử dụng bể tự hoại năm 2013 40 Bảng 3.13 Nồng độ chất ô nhiễm nguồn thải .41 Bảng 3.14 Chất lƣợng nƣớc thải KCN Bình Xuyên 2013 .42 Bảng 3.15 Số lƣợng vật nuôi khu vực 42 Bảng 3.16 Lƣợng nƣớc thải chăn nuôi thải vào đoạn sông Cà Lồ 43 Bảng 3.17 Đặc trƣng nƣớc thải chăn nuôi [1] 43 Bảng 3.18 Chất lƣợng nƣớc sông Cà Lồ mùa mƣa 2013 44 Bảng 3.19 Lƣợng nƣớc thải sinh hoạt thải vào đoạn sông Cà Lồ 48 Bảng 3.20 Tỷ lệ hộ sử dụng bể tự hoại 48 Bảng 3.21 Nồng độ chất ô nhiễm nguồn thải .48 Bảng 3.22 Chất lƣợng nƣớc thải KCN Bình Xuyên 49 Bảng 3.23 Số lƣợng vật nuôi khu vực 49 Bảng 3.24 Lƣợng nƣớc thải chăn nuôi thải vào đoạn sông Cà Lồ 50 Bảng 3.25 Đặc trƣng nƣớc thải chăn nuôi [1] 50 Bảng 3.26 Lƣợng nƣớc thải sinh hoạt thải vào đoạn sông Cà Lồ năm 2020 54 Bảng 3.27 Chất lƣợng nƣớc thải sinh hoạt theo kịch .54 Bảng 3.28 Chất lƣợng nƣớc thải theo kịch .55 Bảng 3.29 Số lƣợng vật nuôi khu vực năm 2020 55 Bảng 3.30 nồng độ chất ô nhiễm có nƣớc thải chăn nuôi theo kịch 56 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Bản đồ tỉnh Vĩnh Phúc 12 Hình 1.2 Sông Cà Lồ chảy qua địa phận tỉnh Vĩnh Phúc 19 Hình 2.1 Sự phân đoạn QUAL2K hệ thống sông nhánh [16] 23 Hình 2.2 Sự phân loại QUAL2K cho trƣờng hợp sông với nhánh: (a) hệ thống thực, (b) hệ thống đƣợc biểu diễn QUAL2K [16] .24 Hình 2.3 Sự phân đoạn QUAL2K thành phần tử tính toán [16] 25 Hình 2.4 Sự cân lƣu lƣợng khúc sông i 25 Hình 2.5 Cách thức dòng chảy từ nguồn không dạng điểm phân bổ đến nhánh sông 26 Hình 2.6 Cân nhiệt 28 Hình 2.7 Cân khối lƣợng 29 Hình 2.8 Mô hình động lƣợng trình lan truyền chất Các biến trạng thái đƣợc định nghĩa .30 Hình 2.9 Các bƣớc chạy mô hình QUAL2K 30 Hình 3.1 Các đoạn sông 33 Hình 3.2 Nguồn nƣớc chảy vào khỏi đoạn sông .38 Hình 3.3 Kết mô nồng độ oxy hòa tan với nồng độ đo thực 44 Hình 3.4 Kết mô nồng độ BOD5 với kết thực đo 45 Hình 3.5 Kết mô nồng độ NH4+ kết thực đo .45 Hình 3.6 Kết mô nồng độ PO43- kết thực đo .46 Hình 3.7 Kết mô nồng độ oxy hòa tan theo chiều dọc sông 51 Hình 3.8 Kết mô nồng độ BOD5 theo chiều dọc sông 51 Hình 3.9 Kết mô nồng độ NH4+ theo chiều dọc sông 52 Hình 3.10 Kết mô nồng độ NO3- theo chiều dọc sông 52 Hình 3.11 Kết mô nồng đô Phốt phát theo chiều dọc sông 53 Hình 3.12 Kết mô nồng độ Oxy hòa tan theo chiều dọc sông .56 Hình 3.13 Nồng độ BOD5 dọc theo chiều dài sông 57 Hình 3.14 Nồng độ Amoni dọc theo chiều dài sông 57 Hình 3.15 Nồng độ NO3 dọc theo chiều dài sông 58 Hình 3.16 Nồng độ PO43- dọc theo chiều dài sông 58 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Hiện nay, chất lƣợng nƣớc mặt Vĩnh Phúc có dấu hiệu suy giảm chất lƣợng, nguyên nhân gây suy giảm chất lƣợng nƣớc mặt chủ yếu hoạt động ngƣời gây Do đó, cần có đánh giá mô chất lƣợng nƣớc mặt tỉnh Vĩnh Phúc cho thời điểm tƣơng lai để có biện pháp giảm thiểu tác động gây ô nhiễm tới chất lƣợng nƣớc mặt tỉnh Vĩnh Phúc Sự mô chất lƣợng nƣớc công cụ toán học nhánh khoa học phát triển nhanh, đạt đƣợc thành công lớn năm gần Trong thực tế, thực nghiệm trực tiếp với kênh sông tự nhiên thƣờng gặp khó khăn nhiều trƣờng hợp khả mô toán môi trƣờng phòng thí nghiệm thƣờng hạn chế Các mô hình toán học công cụ cho tính toán định lƣợng nhƣ áp dụng vào thực tế nghiên cứu mô chất lƣợng nƣớc kênh sông Để mô chất lƣợng nƣớc kênh sông cần phải giải toán dòng chảy hệ thống kênh sông toán lan truyền chất Các toán truyền lan chất ô nhiễm đƣợc xác định hệ phƣơng trình vi phân đạo hàm riêng mô tả định luật vật lý Các phƣơng trình mô tả di chuyển lƣu chất kênh sông lan truyền chất hòa tan khác Mô hình QUAL2K mô hình chất lƣợng nƣớc sông tổng hợp toàn diện đƣợc phát triển hợp tác trƣờng Đại học Tufts University Trung tâm mô hình chất lƣợng nƣớc Cục môi trƣờng Mỹ Mô hình đƣợc sử dụng rộng rãi để dự đoán hàm lƣợng tải trọng chất thải cho phép thải vào sông Lịch sử nghiên cứu: Ở nƣớc ta, mô hình QUAL2K đƣợc ứng dụng để nghiên cứu, đánh giá chất lƣợng nƣớc số sông lớn nhƣ: Sông Hƣơng (Nguyễn Bắc Giang, 2011); Lƣu vực sông Thị Tính – Bình Dƣơng (Trần Minh Trí, 2008); Đối với tỉnh Vĩnh Phúc chƣa trọng đến việc sử dụng phƣơng pháp mô hình hóa chất lƣợng nƣớc mặt tính toán chất lƣợng nƣớc 10 Trung bình lợn thải khoảng 10-15 l nƣớc thải, trâu thải khoảng 50-150 l nƣớc thải [4] Từ ta tính đƣợc lƣợng nƣớc thải chăn nuôi nhƣ sau: Bảng 3.24 Lƣợng nƣớc thải chăn nuôi thải vào đoạn sông Cà Lồ KH NT1 NT2 NT3 NT4 Khu vực Thôn Nam Bản, Mỹ Đô, Yên Định, xã Tân Phong thôn Ngọc Canh, Thắng Lợi, thị trấn Hƣơng Canh Thôn Ngọc Bảo, xã Sơn Lôi Thôn An Lão, xã Sơn Lôi Lƣu lƣợng (m3/ngày đêm) 276,45 131,55 36,3 40,725 Đặc trƣng nƣớc thải chăn nuôi: Bảng 3.25 Đặc trƣng nƣớc thải chăn nuôi [1] TT Chỉ tiêu pH COD BOD5 SS N-NH3 N tổng P tổng Đơn vị mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 50 Kết 7,23 ± 8,07 2.561 ± 5.028 1.664 ± 3.268 1.700 ± 3.218 304 ± 471 512 ± 594 13.8 ± 62 3.4.1.2 Kết mô hình cho Kịch DO(mgO2/L) Mùa mƣa DO(mgO2/L) Mùa khô QCVN - DO(mgO2/L) 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 KM Hình 3.7 Kết mô nồng độ oxy hòa tan theo chiều dọc sông CBODf (mgO2/L) Mùa mƣa CBODf (mgO2/L) Mùa khô QCVN - CBODf (mgO2/L) 16 15 14 13 12 11 10 KM Hình 3.8 Kết mô nồng độ BOD5 theo chiều dọc sông 51 NH4(ugN/L) Mùa mƣa NH4(ugN/L) Mùa khô QCVN - NH4(ugN/L) 700 600 500 400 300 200 100 KM Hình 3.9 Kết mô nồng độ NH4+ theo chiều dọc sông NO3(ugN/L) Mùa mƣa NO3(ugN/L) Mùa khô QCVN - NO3(ugN/L) 12000 10000 8000 6000 4000 2000 KM Hình 3.10 Kết mô nồng độ NO3- theo chiều dọc sông 52 Inorg P (ugP/L) Mùa mƣa Inorg P (ugP/L) Mùa khô QCVN - Inorg P (ugP/L) 350 300 250 200 150 100 50 KM Hình 3.11 Kết mô nồng đô Phốt phát theo chiều dọc sông Kết tính toán mô hình cho thấy, thông số nhƣ DO, BOD5, NO3-, PO43- sông Cà Lồ có nồng độ nằm giới hạn cho phép QCVN 08:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lƣợng nƣớc mặt, cột B1, mùa khô, nồng độ chất ô nhiễm có xu hƣớng lớn so với mùa mƣa Đối với thông số NH4+ cho thấy có ô nhiễm phía cuối nguồn đoạn sông mùa mƣa, mùa không hầu hết chất lƣợng nƣớc dọc theo chiều dài sông bị ô nhiễm NH4+ 3.4.2 Kịch Kịch 3.4.2.1 Tính toán nguồn thải vào sông cho Kịch a Nƣớc thải sinh hoạt Theo Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội huyện Bình Xuyên đến năm 2020 tầm nhìn đến năm 2030 đến năm 2020 dân số huyện Bình Xuyên đạt quy mô khoảng 160 nghìn ngƣời Trên sở số dân huyện Bình Xuyên năm 2020 áp dụng định mức cấp nƣớc sinh hoạt 60 lít/ngƣời.ngày cho khu vực nông thôn 150 lít/ngƣời.ngày khu vực thị trấn (theo TCXDVN 33:2006 – Tiêu chuẩn cấp nƣớc – Mạng 53 lƣới đƣờng ống công trình – Tiêu chuẩn thiết kế), chọn tỷ lệ nƣớc thải/nƣớc cấp 80% lƣợng nƣớc thải sinh hoạt vào đoạn sông Cà Lồ năm 2020 nhƣ sau: Bảng 3.26 Lƣợng nƣớc thải sinh hoạt thải vào đoạn sông Cà Lồ năm 2020 KH NT1 NT2 NT3 NT4 Nguồn thải Định mức phát thải (l/ngƣời.ngày) Dân số Lƣu lƣợng (m3/ngày đêm) 60 9.302 446,52 150 15.406 1.848,66 60 3.906 187,50 60 4.387 210,59 33.002 2.693,27 Thôn Nam Bản, Mỹ Đô, Yên Định, xã Tân Phong thôn Ngọc Canh, Thắng Lợi, thị trấn Hƣơng Canh Thôn Ngọc Bảo, xã Sơn Lôi Thôn An Lão, xã Sơn Lôi Tổng cộng Theo mô tả kịch bản, tính đƣợc nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải sinh hoạt theo kịch nhƣ sau: Bảng 3.27 Chất lƣợng nƣớc thải sinh hoạt theo kịch TT Chất ô nhiễm Đơn vị COD BOD N-T P-T NO3-+NO2NH4+ PO43TSS mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Kịch NT4 Kịch 2.394 898 2.471 2.471 862 300 921 921 192 74 196 196 58 23 58 58 1,92 0,74 1,96 1,96 106 41 108 108 29 11 29 29 764 229 862 862 27,00 27,00 9,00 5,40 45,00 NT1 NT2 NT3 QCVN 14:2008/BTNMT cột A 30 30 10 50 b Nƣớc thải công nghiệp Đến năm 2020 KCN Bình Xuyên có tỷ lệ lấp đầy 100% Hiện lƣợng nƣớc thải phát sinh KCN khoảng 800 m3/ngày tỷ lệ lấp đầy KCN 81,9%, 54 ƣớc tính theo tỷ lệ đến năm 2020 lƣợng nƣớc thải phát sinh KCN Bình Xuyên khoảng 976,8 m3/ngày Theo mô tả, tính toán đƣợc nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp theo kịch nhƣ sau: Bảng 3.28 Chất lƣợng nƣớc thải theo kịch TT Tên tiêu Nhiệt độ pH TSS BOD5 COD Tổng Nitơ Tổng Photpho Đơn vị o C mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Kịch Kịch 48 60 36 90 24 4.8 36 45 27 67,5 18 3.6 QCVN 40:2011/BTNMT cột A 40 6-9 50 30 75 20 c Nƣớc thải nông nghiệp Theo Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội huyện Bình Xuyên đến năm 2020 tầm nhìn đến năm 2030 đến năm 2020 thì: Đến năm 2020 có 50.000 lợn giữ ổn định đàn trâu, bò khoảng 3.000 Trên sở số lƣợng chăn nuôi theo quy hoạch, ƣớc tính đƣợc số lƣợng vật nuôi năm 2020 địa phƣơng nhƣ sau: Bảng 3.29 Số lƣợng vật nuôi khu vực năm 2020 KH NT1 NT2 NT3 NT4 Khu vực Thôn Nam Bản, Mỹ Đô, Yên Định, xã Tân Phong thôn Ngọc Canh, Thắng Lợi, thị trấn Hƣơng Canh Thôn Ngọc Bảo, xã Sơn Lôi Thôn An Lão, xã Sơn Lôi Trâu, bò Lợn 313 5.222 150 2.499 41 46 685 770 Trên sở kịch bản, tính đƣợc nồng độ chất ô nhiễm có nƣớc thải chăn nuôi theo kịch nhƣ sau: 55 Bảng 3.30 nồng độ chất ô nhiễm có nƣớc thải chăn nuôi theo kịch TT Chỉ tiêu pH COD BOD5 SS N-NH3 N tổng P tổng Đơn vị mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Kịch 7,23 ± 8,07 2.561 ± 5.028 1.664 ± 3.268 1.700 ± 3.218 304 ± 471 512 ± 594 13,8 ± 62 Kịch 6,3 27 45 4,5 27 5,4 3.4.2.2 Kết mô hình Kịch DO(mgO2/L) KB3 Mùa mƣa DO(mgO2/L) KB2 Mùa mƣa DO(mgO2/L) KB3 Mùa khô DO(mgO2/L) KB2 Mùa khô QCVN - DO(mgO2/L) 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 KM Hình 3.12 Kết mô nồng độ Oxy hòa tan theo chiều dọc sông 56 CBODf (mgO2/L) KB3 Mùa mƣa CBODf (mgO2/L) KB2 Mùa mƣa CBODf (mgO2/L) KB3 Mùa khô CBODf (mgO2/L) KB2 Mùa khô QCVN - CBODf (mgO2/L) 16 15 14 13 12 11 10 8 KM Hình 3.13 Nồng độ BOD5 dọc theo chiều dài sông NH4(ugN/L) KB3 Mùa mƣa NH4(ugN/L) KB2 Mùa mƣa NH4(ugN/L) KB3 Mùa khô NH4(ugN/L) KB2 Mùa khô QCVN - NH4(ugN/L) 900 800 700 600 500 400 300 KM Hình 3.14 Nồng độ Amoni dọc theo chiều dài sông 57 NO3(ugN/L) KB3 Mùa mƣa NO3(ugN/L) KB2 Mùa mƣa NO3(ugN/L) KB3 Mùa khô NO3(ugN/L) KB2 Mùa khô QCVN - NO3(ugN/L) 12000 10000 8000 6000 4000 2000 KM Hình 3.15 Nồng độ NO3 dọc theo chiều dài sông 350 300 250 200 150 100 50 Km QCVN - Inorg P (ugP/L) Inorg P (ugP/L) KB2 Mùa mƣa Inorg P (ugP/L) KB3 Mùa mƣa Inorg P (ugP/L) KB2 Mùa khô Inorg P (ugP/L) KB3 Mùa khô Hình 3.16 Nồng độ PO43- dọc theo chiều dài sông 58 3.4.2.3 Nhận xét Kết tính toán mô hình kịch cho thấy, thông số nhƣ DO, BOD5, NO3-, PO43- sông Cà Lồ có nồng độ nằm giới hạn cho phép QCVN 08:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lƣợng nƣớc mặt, cột B1 Nồng độ DO tƣơng đối ổn định theo thời gian theo kịch bản, mùa khô, nồng độ chất ô nhiễm có xu hƣớng lớn so với mùa mƣa Nồng độ NH4+ vƣợt so QCVN 08:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lƣợng nƣớc mặt, cột B1 kịch mùa mƣa mùa khô, kịch nằm giới hạn cho phép Từ kết tính toán cho thấy nồng độ chất ô nhiễm theo chiều dọc sông kịch lớn nhiều so với kịch đặc biệt nồng độ NH4+ 59 3.5 Đề xuất số biện pháp quản lý tổng hợp nguồn nƣớc mặt sông Từ kết mô chất lƣợng nƣớc theo kịch cho thấy, để đảm bảo cho chất lƣợng nƣớc mặt tỉnh Vĩnh Phúc đƣợc cải thiện tƣơng lai, cần có biện pháp quản lý tổng hợp nguồn nƣớc mặt Để quản lý đƣợc tổng hợp bền vững nguồn nƣớc mặt sông Cà Lồ nói riêng chất lƣợng nguồn nƣớc mặt tỉnh Vĩnh Phúc nói chung, cần phải quản lý chất lƣợng nƣớc toàn lƣu vực sông lƣu vực nguồn nuôi dƣỡng, nguồn nƣớc sông, hoạt động lƣu vực ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc dòng sông Hiện nay, quản lý nƣớc theo lƣu vực sông xu định hƣớng cần phải thực Phƣơng hƣớng chung phải tiếp cận kinh nghiệm nƣớc giới nghiên cứu vận dụng với điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tỉnh Vĩnh Phúc, thông qua trao đổi rộng rãi để tìm mô hình hợp lý Quản lý nguồn nƣớc theo lƣu vực cấp độ quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc Quản lý nƣớc theo lƣu vực nhấn mạnh khía cạnh sử dụng hợp lý tài nguyên sở hiểu biết tôn trọng quy luật tự nhiên hình thành tài nguyên nƣớc lƣu vực cụ thể Trong quản lý tài nguyên nƣớc theo lƣu vực, đơn vị địa lý để thực quản lý địa giới hành mà toàn lƣu vực sông Thông qua hoạt động máy quản lý lƣu vực, tất hoạt động sử dụng bảo vệ tài nguyên đƣợc xem xét cách thống hợp lý Đối với lƣu vực sông gồm nhiều đơn vị hành việc quản lý thống theo lƣu vực sông tạo sở thuận lợi để giải mối quan hệ hay mâu thuẫn nảy sinh trình sử dụng hay quản lý tài nguyên vùng khác Quản lý tổng hợp lƣu vực sông không giới hạn phạm vi quản lý tài nguyên nƣớc, mà liên quan đến khía cạnh việc quản lý sử dụng tài nguyên liên quan khác lƣu vực nhƣ đất, rừng, hệ sinh thái, hoạt động ngƣời Trong quản lý phát triển theo lƣu vực cần xây dựng dự án phát triển khai thác đƣợc tối đa tiềm mạnh hạn chế tới mức thấp rủi ro bất lợi có vùng Thƣợng du vùng sinh thuỷ lƣợng nên 60 chƣơng trình phát triển phải tính đến việc hạn chế đến mức thấp nguy gây tổn thƣơng điều kiện hình thành dòng chảy phát sinh tai biến trƣợt lở, lũ lụt Việc phát triển thuỷ điện thƣợng lƣu cho hiệu kinh tế tối ƣu so với khu vực lại Hạ du vùng nhận tiêu nƣớc, địa hình phẳng, mật độ dân cƣ đầu tƣ kinh tế cao, thuận lợi cho phát triển nhiều loại hình kinh tế, nhƣng cần ƣu tiên cho mục tiêu thoát nƣớc nhanh, hạn chế lũ lụt dài ngày dùng nƣớc tiết kiệm để hạn chế thiệt hại thiếu nƣớc dùng Nhu cầu cấp nƣớc toàn lƣu vực phải đƣợc tính sở cân với khả tái tạo lƣợng chất tài nguyên Nếu giả định việc khai thác tài nguyên không làm hệ sinh thái xấu trạng thái tự nhiên vốn có nó, lƣợng nƣớc khai thác mùa kiệt không đƣợc làm mức nƣớc sông hạ xuống thấp ngƣỡng bảo đảm an toàn sinh thái cho toàn hệ Ngoài ra, không tính tới hệ sinh thái bất thƣờng khác, toàn lƣợng nƣớc đƣa vào lƣu vực đƣờng nhân tạo lƣợng nƣớc lũ mà hồ chứa điều tiết đƣợc, sau trừ tổn thất, phần mà loài ngƣời độc quyền tiêu thụ, bao gồm phần để cải thiện hệ sinh thái tự nhiên theo nhu cầu ngƣời Chức nhiệm vụ quản lý tổng hợp lƣu vực sông đƣợc quy định tùy theo hình thức kiểu tổ chức lƣu vực Tuy nhiên, có số nhiệm vụ chung mà quản lý lƣu vực sông phải thực hiện, là: - Lập quy hoạch sử dụng tổng hợp bảo vệ tài nguyên nƣớc lƣu vực sông theo dõi việc thực quy hoạch - Phối hợp với quan hữu quan bộ, ngành địa phƣơng việc điều tra bản, kiểm kê, đánh giá tài nguyên nƣớc lƣu vực sông - Phối hợp với đơn vị hành cấp để giải tranh chấp tài nguyên nƣớc nảy sinh lƣu vực Ngoài ra, tùy theo hình thức, số tổ chức lƣu vực sông tham gia trực tiếp vào chức thiết kế, thi công quản lý công trình khai thác, sử dụng tài nguyên nƣớc lƣu vực 61 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận: Mô hình QUAL2K đƣợc ứng dụng để mô chất lƣợng nƣớc sông Cà Lồ, đoạn chảy qua huyện Bình Xuyên, Vĩnh Phúc theo kịch Kết tính toán kịch cho thấy đến năm 2020 chất lƣợng nƣớc có dấu hiệu cải thiện nguồn thải có áp dụng biện pháp xử lý phù hợp Từ kết chạy mô hình mô chất lƣợng nƣớc tƣơng lai theo kịch cho thấy: - Các thông số nhƣ DO, BOD5, NO3-, PO43- sông Cà Lồ có nồng độ nằm giới hạn cho phép QCVN 08:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lƣợng nƣớc mặt, cột B1 Nồng độ DO tƣơng đối ổn định theo thời gian theo kịch bản, mùa khô, nồng độ chất ô nhiễm có xu hƣớng lớn so với mùa mƣa - Nồng độ NH4+ vƣợt so QCVN 08:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lƣợng nƣớc mặt, cột B1 kịch mùa mƣa mùa khô, kịch nằm giới hạn cho phép - Nồng độ chất ô nhiễm theo chiều dọc sông kịch lớn nhiều so với kịch đặc biệt nồng độ NH4+ Khuyến nghị: Để đảm bảo cho chất lƣợng nƣớc mặt tỉnh Vĩnh Phúc đƣợc cải thiện tƣơng lai, cần có biện pháp quản lý tổng hợp nguồn nƣớc mặt Để quản lý đƣợc tổng hợp bền vững nguồn nƣớc mặt sông Cà Lồ nói riêng chất lƣợng nguồn nƣớc mặt tỉnh Vĩnh Phúc nói chung, cần phải quản lý chất lƣợng nƣớc toàn lƣu vực sông lƣu vực nguồn nuôi dƣỡng, nguồn nƣớc sông, hoạt động lƣu vực ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc dòng sông 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Trƣơng Thanh Cảnh (2010) Kiểm soát ô nhiễm môi trường sử dụng kinh tế chất thải chăn nuôi NXB KHKT PGS.TS Nguyễn Văn Hoàng (2011), Giáo trình Mô hình lan truyền chất ô nhiễm môi trường nước, TP Hà Nội TS Trần Đức hạnh (chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú (2012), Sức tải môi trường Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long Nxb Khoa học Tự nhiên Công nghệ, TP Hà Nội TS Nguyễn Thị Hoa Lý (1994) Nghiên cứu tiêu nhiễm bẩn nước thải chăn nuôi heo tập trung áp dụng số biện pháp xử lý, TP Hồ Chí Minh TS Nguyễn Ngọc Lan (2009), Chuyên đề: Mô hình chất lượng nước TS Nguyễn Phƣơng Loan (2005), Giáo trình tài nguyên nước, TP Hà Nội TSKH Bùi Tá Long (2008), Mô hình hóa môi trường, TP Hồ Chí Minh TS Nguyễn Văn Thắng, Quản lý nước theo lưu vực sông - vấn đề cấp thiết nay, TP Hà Nội Cục Thống kê Vĩnh Phúc (2015), Niên giám thống kê tỉnh Vĩnh Phúc năm 2013, Vĩnh Phúc 10 Cục thống kê Vĩnh Phúc (2015), Báo cáo tình hình kinh tế - xã hội tháng năm 2014, Vĩnh Phúc 11 Sở Tài nguyên Môi trƣờng (2013), Báo cáo Hiện trạng môi trường tỉnh Vĩnh Phúc năm 2013, Vĩnh Phúc 12 Ủy ban Quốc gia Chƣơng trình Thủy văn Quốc tế, Sổ tay phổ biến kiến thức Tài nguyên nước Việt Nam 13 UBND huyện Bình Xuyên, Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội huyện Bình Xuyên đến năm 2020 tầm nhìn đến năm 2030, Vĩnh Phúc 14 UBND tỉnh Vĩnh Phúc, Quy hoạch phòng, chống lũ chi tiết tuyến sông có đê địa bàn tỉnh vĩnh phúc đến năm 2020, Vĩnh Phúc 15 UBND tỉnh Vĩnh Phúc, Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh vĩnh phúc đến năm 2020 tầm nhìn đến năm 2030, Vĩnh Phúc 16 Chapra, S.C., Pelletier, G.J and Tao, H (2008), QUAL2K: A Modeling Framework for Simulating River and Stream Water Quality, Version 2.11: Documentation and Users Manual Civil and Environmental Engineering Dept., Tufts University, Medford, MA 17 San Diego-McGlone ML, Smith SV, Nicolas VF (2000), Stoichiometric interpretations of C:N:P ratios in organic waste materials 63 18 UNEP (1984) Pollutants from land-based resources in the Mediterranean UNEP Regional Seas Reports and Studies No 32 19 WHO, Assessment of Source of Air, water and land pollution – World health organization, Geneva 1993 64 ... toán, mô hình hóa chất lƣợng nƣớc mặt sông Cà Lồ theo không gian, theo kịch quản lý Phạm vi nghiên cứu: Để có sở đánh giá chất lƣợng nƣớc mặt tỉnh Vĩnh Phúc đƣa biện pháp quản lý, phạm vi đề tài... tăng trƣởng tảo [7] QUAL2K mô hình ứng dụng mã nguồn mở có tính ứng dụng cao thực tế dễ dàng chuyển giao, sử dụng Nhiều nghiên cứu quốc gia giới ứng dụng mô hình QUAL2K để mô chất lƣợng nƣớc số... động Ở trạng thái ổn định, mô hình đƣợc sử dụng để tính toán nghiên cứu ảnh hƣởng tải trọng chất thải (cƣờng độ, chất lƣợng vị trí) chất lƣợng nƣớc sông sử dụng liên kết với chƣơng trình lấy mẫu