ỨNG DỤNG mô HÌNH MIKE 11 để ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG nước hệ THỐNG KÊNH CHÍNH hồ SÔNG QUAO, TỈNH BÌNH THUẬN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE 11 ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỆ THỐNG KÊNH CHÍNH HỒ SƠNG QUAO, TỈNH BÌNH THUẬN Sinh viên thực hiện: Nguyễn Kiên Quyết MSSV: 0150100030 Khóa: 2012 – 2016 TP Hồ Chí Minh, 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE 11 ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỆ THỐNG KÊNH CHÍNH HỒ SƠNG QUAO, TỈNH BÌNH THUẬN Sinh viên thực hiện: Nguyễn Kiên Quyết MSSV: 0150100030 Khóa: 2012 – 2016 Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Hồng Quân TP Hồ Chí Minh, 2016 LỜI CẢM ƠN Quá trình học tập trường Đại Học Tài Nguyên Môi Trường TP.HCM, ngày tháng làm đồ án phòng Tin Học Mơi Trường thuộc Viện Mơi Trường Tài Nguyên trang bị cho em kinh nghiệm, kiến thức quý báu học tập sống Để hồn thành Báo cáo đồ án tốt nghiệp, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Toàn thể giáo viên Trường đại học Tài nguyên Môi trường TP.HCM, Khoa Địa chất Khoáng sản tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp - PGS TS Nguyễn Hồng Quân, tận tình hướng dẫn, dạy, giúp đỡ em suốt thời gian thực tập thực hoàn thành đồ án tốt nghiệp Đồng thời, em xin chân thành cám ơn Thầy giúp đỡ, định hướng cho em để hoàn thành đồ án tốt nghiệp cách hoàn thiện - KS Lê Thị Hiền anh chị phòng Tin Học Mơi Trường thuộc Viện Môi Trường Tài Nguyên hướng dẫn thực hành hỗ trợ cho em trình thực đề tài - ThS Nguyễn Thị Thanh Hoa, Khoa Địa Chất Khoáng Sản trường Đại Học Tài Nguyên Môi Trường TP.HCM, người dạy góp ý cho em q trình thực đề tài Cuối em xin gửi lời cảm ơn đến gia đinh, bạn bè ủng hộ, động viện em suốt thời gian thực đề tài Em xin chân thành cám ơn! i MỤC LỤC TÓM TẮT MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2 MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU PHẠM VI NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.1.1 Các nghiên cứu nước 1.1.2 Các nghiên cứu nước 1.2 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.2.1 Điều kiện tự nhiên 1.2.2 Kinh tế - xã hội 13 1.3 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỦY LỢI HỒ SƠNG QUAO 14 1.3.1 Hồ sơng Quao 14 1.3.2 Hệ thống kênh 15 1.4 TỔNG QUAN VỀ MIKE 11 17 1.4.1 Mô tả sơ lược MIKE 11 17 1.4.2 Mô đun thủy động lực 17 1.4.3 Mô đun truyền tải – khuyếch tán (AD) .23 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .27 2.1 PHƯƠNG PHÁP MƠ HÌNH TỐN HỌC 27 2.2 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP, PHÂN TÍCH VÀ TỔNG HỢP DỮ LIỆU .28 ii 2.3 PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 29 2.4 PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT THỰC ĐỊA .30 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 THỜI GIAN MÔ PHỎNG VÀ KHAI THÁC KẾT QUẢ 31 3.2 KẾT QUẢ TÍNH TỐN, HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH MƠ HỈNH MIKE 11 .31 3.2.1 Sơ đồ tính tốn .31 3.2.2 Biên sơ đồ tính toán 34 3.2.3 Kết tính tốn mơ hình thủy lực .42 3.2.4 Kết tính tốn chất lượng nước 44 3.3 CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỆ THỐNG KÊNH CHÍNH SƠNG QUAO THEO CÁC KỊCH BẢN XẢ THẢI BẰNG MƠ HÌNH TỐN MIKE 11 48 3.3.1 Đề xuất kịch 48 3.3.2 Kết mô kịch 48 3.4 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỆ THÔNG KÊNH CHÍNH HỒ SƠNG QUAO, KÊNH ĐƠNG, TỈNH BÌNH THUẬN 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .59 KẾT LUẬN .59 KIẾN NGHỊ .59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC .63 iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BOD5 Biochemical Oxygen Demand (nhu cầu oxy sinh hóa) COD Chemical Oxygen Demand (nhu cầu oxy hóa học) ĐATN Đồ án tốt nghiệp DEM Digital Elevation Model DHI Denmark Hydrodynamic Institute (Viện thủy lực Đan Mạch) NO2 Nitrit (NO-2 tính theo N) NT Nguồn thải QCVN Quy chuẩn Việt Nam TIN Triagulated Irregular Network TSS Turbidity & Suspendid Solids (tổng chất rắn lơ lửng) iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tọa độ giá trị lượng mưa khu vực tỉnh Bình Thuận năm 2015 11 Bảng 1.2 Hiện trạng sử dụng đất năm 2015 huyện 13 Bảng 3.1 Kích thước kênh hồ sơng Quao dùng tính tốn 31 Bảng 3.2 Kích thước, vị trí kênh cấp dùng tính tốn .33 Bảng 3.3 Thống kê nút kiểm tra mơ hình 37 Bảng 3.4 Số liệu biên chất lượng nước mơ hình tốn 38 Bảng 3.5 Kết điều tra nguồn thải 26/9/2015 38 Bảng 3.6 Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho khu vực hồ sông Quao 41 Bảng 3.7 Hệ số nồng độ chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt 41 Bảng 3.8 Lượng thải sinh hoạt khu vực nghiên cứu năm 2015 41 Bảng 3.9 Phân tích hiệu sai số mơ hình .43 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Vị trí khu vực nghiên cứu Hình 1.2 Địa hình huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận .10 Hình 1.3 Thủy văn, lượng mưa huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận 12 Hình 1.4 Vị trí cơng trình hệ thống kênh hồ Sơng Quao 16 Hình 1.5 Diễn biến mực nước, lưu lượng theo chiều dài sơng theo thời gian .18 Hình 1.6 Sơ đồ sai phân điểm Abbott .19 Hình 1.7 Sơ đồ sai phân điểm Abbott cho phương trình liên tục 20 Hình 1.8 Sơ đồ sai phân điểm cho phương trình động lượng 22 Hình 1.9 Sơ đồ sai phân ẩn mơ hình MIKE 11 25 Hình 2.1 Sơ đồ bước áp dụng mơ hình MIKE 11 27 Hình 3.1 Khu vực mơ hình tính tốn 34 Hình 3.2 Sơ đồ mạng lưới tính tốn hệ thống kênh hồ Sơng Quao 35 Hình 3.3 Vị trí biên lưu lượng, mực nước mơ hình MIKE 11 .36 Hình 3.4 Số liệu biên lưu lượng, mực nước 37 Hình 3.5 Vị trí phân bố nguồn thải khu vực hồ Sơng Quao 40 Hình 3.6 Mực nước thực đo mô VMT05 43 Hình 3.7 Lưu lượng thực đo mô VMT05 44 Hình 3.8 Vị trí so sánh kết mô kết quan trắc 45 Hình 3.9 Kết so sánh BOD5 vào mùa mưa 46 Hình 3.10 Kết so sánh COD vào mùa mưa 46 Hình 3.11 Kết so sánh TSS vào mùa mưa .47 Hình 3.12 Kết so sánh NO2 vào mùa mưa .47 Hình 3.13 Kết tiêu BOD5 KB1 49 Hình 3.14 Kết tiêu COD KB1 49 Hình 3.15 Kết tiêu TSS KB1 .50 Hình 3.16 Kết tiêu NO2 KB1 51 Hình 3.17 Kết tiêu BOD5 KB2 52 Hình 3.18 Kết tiêu COD KB2 53 Hình 3.19 Kết tiêu TSS KB2 .53 Hình 3.20 Kết tiêu NO2 KB2 54 vi Hình 3.21 Kết tiêu BOD5 KB3 55 Hình 3.22 Kết tiêu COD KB3 55 Hình 3.23 Kết tiêu TSS KB3 .56 Hình 3.24 Kết tiêu NO2 KB3 56 vii TÓM TẮT Vấn đề mơi trường có vấn đề chất lượng nước vấn đề cấp bách cần đánh giá đưa giải pháp quản lý, nâng cao chất lượng nước Nghiên cứu sử dụng mô hình MIKE 11 để mơ chế độ thủy động lực cho khu vực kênh chính, kênh Đơng hồ Sơng Quao, tỉnh Bình Thuận Kết mơ tốt, xu xu trình pha giao động tương đối tốt Kết mô mực nước tương đối tốt cho trạm vùng nghiên cứu Sự lệch pha chênh lệch chân triều đỉnh triều từ – 8cm Từ xây dựng mơ hình chất lượng nước cho thông số BOD5, COD, TSS, NO2, cho khu vực kênh chinh, kênh Đông Kịch trạng (năm 2015) đạt QCVN08-MT: 2015/BTNMT cột A1, A2 Kịch dự báo đến năm 2020 xây dựng cho thấy chất lượng nước có thay đổi, hệ thống kênh có dấu hiệu nhiễm khơng có biên pháp sử lý nước thải trước thải mơi trường Từ đưa giải pháp giảm thiểu nâng cao chất lượng nước cho khu vực kênh chính, kênh Đơng hồ Sơng Quao, huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận Từ khóa: MIKE 11, mơ hình thủy lực, mơ hình chất lượng nước, kịch PHỤ LỤC 8: QCVN 14: 2008/BTNMT, QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 8.1 Giá trị thơng số nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt TT Thông số Đơn vị Giá trị C A B BOD5 (20 0C) mg/l 30 50 COD mg/l - - Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 50 100 Nitrit (NO-2 tính theo N) mg/l - - Trong đó: - Cột A quy định giá trị C thông số ô nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt thải vào nguồn nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương đương cột A1 A2 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt) - Cột B quy định giá trị C thơng số nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt thải vào nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương đương cột B1 B2 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt vùng nước biển ven bờ) PL.86 PHỤ LỤC 9: QCVN 40: 2011/BTNMT, QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƯỚC THẢI CƠNG NGHIỆP 9.1 Giá trị C thơng số ô nhiễm nước thải công nghiệp TT Thông số Giá trị C Đơn vị A B BOD5 (20oC) mg/l 30 50 COD mg/l 75 150 Chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 50 100 Nitrit (NO-2 tính theo N) mg/l - - Trong đó: Cột A Bảng quy định giá trị C thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp xả vào nguồn nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt; Cột B Bảng quy định giá trị C thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp xả vào nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt; Mục đích sử dụng nguồn tiếp nhận nước thải xác định khu vực tiếp nhận nước thải PL.87 PHỤ LỤC 10: QCVN 28: 2010/BTNMT, QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƯỚC THẢI Y TẾ 10.1 Giá trị C thông số ô nhiễm Thông số TT Đơn vị Giá trị C A B BOD5 (20oC) mg/l 30 50 COD mg/l 50 100 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 50 100 Nitrit (NO-2 tính theo N) mg/l - - Trong đó: - Cột A quy định giá trị C thông số chất gây nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải y tế thải vào nguồn nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt - Cột B quy định giá trị C thông số chất gây nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải y tế thải vào nguồn nước khơng dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt - Nước thải y tế thải vào cống thải chung khu dân cư áp dụng giá trị C quy định cột B Trường hợp nước thải y tế thải vào hệ thống thu gom để dẫn đến hệ thống xử lý nước thải tập trung phải khử trùng, thơng số chất gây ô nhiễm khác áp dụng theo quy định đơn vị quản lý, vận hành hệ thống xử lý nước thải tập trung PL.88 ... MIKE 11 để đánh giá chất lượng nước hệ thống kênh hồ Sơng Quao Kiểm định mơ hình: so sánh kết chạy mơ hình với kết quan trắc chất lượng nước Xây dựng kịch mô đánh giá chất lượng nước hệ thống kênh. .. sử dụng; Kết nối với GIS Database mạnh Từ lý việc thực đề tài: Ứng dụng mơ hình MIKE 11 để đánh giá chất lượng nước hệ thống kênh hồ Sơng Quao, tỉnh Bình Thuận cần thiết Kết sở để đánh giá chất. .. HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE 11 ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỆ THỐNG KÊNH CHÍNH HỒ SƠNG QUAO, TỈNH BÌNH THUẬN Sinh viên