XÂY DỰNG VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH QUA12K

  Đồ Án Tốt Nghiệp Mở Đầu Vấn đề quản lý lưu vực sông vấn đề vô cần thiết cấp bách, giới để quản lý tốt người ta dùng nhiều mơ hình tính tốn, số đó, QUAL2K, phần mềm mơ hình EPA’s cục bảo vệ mơi trường Mỹ nghiên cứu mơ hình để xem chúng hữu ích độ xác để đưa cách giải xác Phần Cơ sở lý thuyết mơ hình QUAl2K Cơ sở phương pháp hệ phương trình thủy lực, ổn định chiều Hệ phương trình thủy lực Saint – Venant chiều từ hệ phương trình tính cân thủy lực Hệ phương trình phát tán  C  j  t   div(u C  )j  div( D jgradC )j  R  j Từ phương trình mơ hình:  C  jđó ta  C   tìm được  j t  x (u  xC )j  x ( D L x ) R   j 1.Giới Thiệu a giới thiệu qual2e QUAL2E cho phép mô nhiều nhánh sông, hệ thống sông chiều Bước mơ hình phân chia hệ thống sơng thành đoạn sơng, đoạn sơng hệ thống với tính chất thủy lực đồng Mỗi đoạn sông lại phân chia thành phần tử tính tốn có độ dài Tất đoạn sông phải bao gồm số phần tử tính tốn phải số ngun Có loại khác phần tử tính tốn Phần tử đầu nguồn phần phần tử chuẩ chuẩnn  phần tử ngược dòng từ chỗ nối phần phần tử nối nối  phần tử cuối hệ thống phần phần tử vào vào  phần tử Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48   Đồ Án Tốt Nghiệp Tính chất thủy lực, số tốc độ phản ứng, điều kiện ban đầu liệu để tính tốn phần tử giống đoạn sông Giới hạn mơ hình QUAL2E phác họa chương trình chung, nhiên, chắn giới hạn chiều bắt buộc trình chạy chạy,, giới hạn là:  Đoạn sơng : max 25  Phần tử tính tốn :  20% số đoạn sơng tổng 250  Phần tử nguồn : max  Phần tử nối : max  Phần tử vào : max25 Mục đích mơ hình chất lượng nước tạo cơng cụ có khả mơ tính chất thủy lực chất lượng nước Mô tả công thức Công thức giải QUAL2E chiều, phát tán dọc trục, công thức vận chuyển khối lượng bao gồm bình lưu,  phát tán, pha lỗng, thành phần phản ứng, tác động qua lại chúng, nguồn sông lắng đọng Cơng thức viết sau:  M t   ( A x D L   C    x x ) dx    ( A x cu )   x dx  ( A x dx) dc (II – 1) S   dt   Trong đó: M : Khối lượng (M) x: distance (L) t: thời gian (T) -3 C: nồng độ (ML ) Ax : diện tích mặt cắt ngang (L 2) DL hệ số phát tán (L2T-1) u : tốc độ trung bình (LT-1) S: nguồn sơng lắng đọng (MT-1) Bởi M = V.C, viết: M t   (VC ) t  V C t  C  V    t   Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48     Đồ Án Tốt Nghiệp Trong V = Ax.dx thể tích phát tán (L 3) Nếu coi dòng chảy ổn định,  Q  t   ,  V   t   công thức II – 2a trở thành M t  V   C   t  (II – 2b) Tính chấtcóthủy QUAL2K tínhlực đến cân thủy lực, với điều kiện dòng chảy ổn định, chiều, cân thủy lực viết sau: (  Q   x )i  (Qx )i  b Mơ hình QUAL2K  QUAL2K ( Q2K) mơ hình chất lượng nước sơng dịng chảy cải tiến từ cho mơ hình QUAL2E (Q2E) (Brown and Barnwell 1987) Q2K tương tự Q2E với đặc điểm sau:  Một chiều Lịng sơng nguồn nước trộn lẫn theo chiều dọc chiều sâu   Nhánh sơng Hệ thống bao gồm sơng với sơng nhánh Khối nhiệt ngày đêm Khối nhiệt nhiệt độ mơ  cơng thức khí tượng học m ột mức độ thời gian  Tính chất thủy lực ổn định Đồng nhất, dòng chảy ổn định mô  Động học chất lượng nước ngày đêm Chất lượng nước thay đổi mô theo mức độ thời gian   Nhiệt khối lượng đầu vào Điểm không điểm chịu tải nước chảy mơ QUAL2K cịn bao gồm phần tử mới:  Phần mềm môi trường giao diện Q2K công cụ mơi trường Microsoft Windows Số lượng tính tốn tốn dùng chương trình Fortran 90 Excel sử dụng để hiển thị đồ thị giao diện cho người sử dụng Tất giao diện có tác dụng chương trình Microsoft Office dùng ngơn ngữ: Cơng cụ Visual Visual Basic( VBA)  Mơ hình chia nhỏ Q2E chia hệ thống thành đoạn sông gồm phần tử có khoảng cách Q2K phân chia hệ thống thành đoạn sông phần Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48   Đồ Án Tốt Nghiệp • • • • • • • • tử Thêm vào đó, khối lượng dịng chảy vào nhiều phần tử Sự hình thành cacbon BOD Q2K sử dụng dạng Cacbon BOD tượng trưng carbon hữu Hai dạng dạng oxy hóa chậm (slow CBOD) dạng oxy hóa nhanh (fast CBOD) Sự thiếu Oxy(Anoxia) Q2K điều chỉnh lượng thiếu Oxy  bởi làm giảm phản ứng oxy hóa đến khơng với mức oxy thấp Thêm vào đó, q trình khử Nito mơ m ô hình  phản ứng bậc làm cho nồng độ oxy xuống thấp Tác động qua lại nước trầm tích Nước trầm tích chảy mạnh làm hịa tan Oxy dinh dưỡng mơ  phỏng bên bắt buộc Do lượng oxy (SOD) dịng chảy dinh dưỡng mơ công thức ổn định vật chất hữu cơ, phản ứng trầm tích, nồng độ dạng hịa tan làm nước bão hòa Tảo nước Mơ hình mơ gắn liền với tảo nước Tảo thay đổi hóa học lượng pháp Sự tiêu hủy ánh sáng Sự tiêu hủy ánh sáng tính tốn cơng thức tảo, chất rắn vô vật vụn  pH Cả tính kiềm tổng cacbon vơ mơ  phỏng pH dịng sơng tính tốn dựa hai lượng Mầm bệnh Một đặc điểm chung giống bệnh mô việc thủ tiêu mầm bệnh xác định công thức nhiệt độ, ánh sáng, ổn định Tính chất động lực đặc trưng đoạn sơng Q2K cho  phép bạn trưng rõcơ nhiều sơng đặc bản.tính chất động lực đoạn • Đập thác nước, tính chất thủy lực đập nước ảnh hưởng đến đập thác nước mà vận chuyển rõ ràng Bắt đầu chương trình  Ngay cho thấy dạng chương trình nào, Excel phục vụ cho giao diện QUAL2K Tất đầu vào đầu mơ hình thực cơng cụ Excel, tất công thức Excel E xcel dùng ngôn ngữ: Visual Basic for Applications (VBA) Tất cơng thức tính tốn cơng cụ Fortran 90 thi hành mau lệ Tiếp sau Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48   Đồ Án Tốt Nghiệp  bước có mơ hình cài đặt lên máy tính bạn sử dụng chúng để làm mô Bước 1: copy the file, Q2Kv2_07.zip đến đường dẫn (ví dụ, C:\) file giải nén cho file sau : file Excel (Q2KMasterv2_07.xls), file chạy (Q2KFortran2_07.exe) Đầu tiên giao diện Q2K cho phép bạn chạy Q2K biểu lộ kết Thứ hai Fortran thực cơng việc thực tế tính tốn mơ hình Sẽ có hai file đường dẫn giống để mơ hình chạy xác Chú ý sau bạn chạy mơ hình, số file f ile tự động tạo Fortran trao đổi thông tin với Excel Chú ý không xóa file Zip Nếu mộ t vài lý do, bạn sửa Q2k,  bạn sử dụng file zip để cài đặt lại mơ hình Bước 2: tạo file theo đường dẫn C:\Q2Kv2_07 gọi file liệu Datafiles Bước 3: mở Excel chắn macro security mức trung  bình (tranh 1) u cầu sử dụng : Tools → Macro → Security Chắc chắn mức medium chọn Figure The Excel Macro Security Level dialogue box In order to run Q2K, the Medium level of security should be selected Mở Q2KMasterFortranv2_07.xls Khi bạn làm việc với hộp thoại Macro Security sau: Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48   Đồ Án Tốt Nghiệp Figure The Excel Macro security dialogue box In order to run Q2K, the Enable Macros button must be selected Kích vào nút Enable Macros Bước : Trên QUAL2K Worksheet di chuyển đến cột 10 vào đường dẫn đến DataFiles, C:\QUAL2K\DataFiles xem tranh thứ Figure The QUAL2K Worksheet showing the entry of the file path into cell B10 Bước : Kích vào nút Run Fortran Nếu chương trình làm việc khơng xác Có hai lý làm chương trình làm việc khơng xác Đầu tiên bạn phải sử dụng phiên cũ Microsoft Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48   Đồ Án Tốt Nghiệp Office Excel phiên cũ làm việc Q2K  khơng làm việc với phiên cũ Thứ hai bạn tạo số lỗi công cụ bước trước Một lỗi thường gặp bạn mơ hồ đường dẫn bạn vào cột 10 giả sử bạn đường dẫn C:\Q2KFortranv2_07\DataFles bạn nhận lỗi sau : Figure An error message that will occur if you type the incorrect file path into cell B10 on the QUAL2K Worksheet  Nếu xảy kích Ok cho chạy quay trở lại QUAL2K  Worksheet bạn phải vào đường dẫn Nếu chương trình làm việc xác bắt5) đầu thi hành cửa sổ mở cho thấy Fortran tính tốnQ2K (tranh Figure This window is displayed showing the progress of the model computations as executed in Fortran It allows you to follow the progress of a model run Chương trình mơ sơng với hai nhánh sơng  Nếu chương trình làm việc xác hộp thoại sau xuất bạn chạy thành công Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48   Đồ Án Tốt Nghiệp Ấn Ok, hộp thoại sau xuất Hộp thoại cho phép bạn chọn phần hệ thống bạn muốn vẽ đồ thị Như thấy, mặc định sơng Ấn Ok  nhìn thấy thời gian chạy sơng Chú ý tất đồ thị cập nhật nhấn OK  Ngắt thấykhuất đồ thị nhánh sông, bạn nhấn nútmột dướilúc bênbạn tráinhìn bị che Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48   Đồ Án Tốt Nghiệp  Nguyên nhân đồ thị hộp thoại chọn xuất Kéo xuống bạn chọn nhánh khác Bước 7: Trên QUAL2K Worksheet click nút Open Old File Mở  đường dẫn C:\Q2Kv2_07\DataFiles Bạn nhìn thấy file tạo với tên rõ cột (trong tr trường ường hợp tranh thứ Bogus062807.q2k ) ) click nút hủy bỏ cacel quay trở lại Q2K Chú ý thời gian Q2K chạy Một file liệu tạo với tên file rõ cột QUAL2K Worksheet (Figure 33).) Chương trình tự động thêm vào phần mở rộng q2k cho tên file Từ đè lên phiên file trước, chắn tạo thay đổi tên file bạn làm ứng dụng Bây bạn chạy thành cơng Q2K máy tính  bạn, trang tài liệu khoa học làm tảng cho mơ mơ hình Sự chia đoạn tính chất thủy lực Mơ hình miêu tả dịng sơng dãy đoạn sơng  Nó tượng trưng cho qng sơng có tính chất thủy lực giống ( ví dụ độ dốc, độ rộng đáy ) miêu tả tranh thứ 6, số đoạn sông tăng theo thứ tự thượng nguồn đoạn sơng Chú ý điểm nguồn điểm nguồn điểm cácsơng điểm chảy vào có vị trí theo suốt chảy chiềuradàivàcủa Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48   Đồ Án Tốt Nghiệp Headwater boundary Point source Point withdrawal Point source Non-point source Point withdrawal Non-point withdrawal Point source Downstream boundary Figure QUAL2K segmentation segmentation scheme for a river wit with h no tributaries Hệ thống gồm sơng nhánh (hình7) Số lượng đoạn sơng đánh số đoạn tăng dần thượng nguồn sơng Khi đến chỗ nối với nhánh sông đoạn sông số thứ tự tiếp tục đánh từ thượng nguồn từ nhánh sông này Quan sát thượng nguồn nhánh sông số liên dãy xếp tương tự đến đoạn sông Chú ý nhánh sông lớn hệ thống quy đoạn sông Đặc biệt thực tế quan trọng phần mềm cung cấp đồ thị đầu mơ hình đoạn sông Phần mềm tạo đồ thị riêng biệt hệ thống sơng sông nhánh Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48 10 Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48 62   Đồ Án Tốt Nghiệp nước bão hòa [mgN/m3], κ  NO 3,1 and κ  3,2 = vận tốc phản  NO3,1  NO  NO3,2 ứng trình phản nitrat trầm tích hiếu khí kỵ khí, thứ nguyên [m/d], θ  NO  NO33 = hệ số nhiệt độ q trình phản nitrat [khơng thứ ngun] Trong vài kiểu khác phương trình 201, 3,1  NO 202 , 209, 210 tuyến tính giiar Dịng nitrate nước q bão hịa tính and NO 3,2 toán sau      J  NO3 = s NO3,1 − nn     1000   [223] Quá trình phản nitrat u cầu phải có nguồn carbon mơ tả theo phương trình hóa học 5CH O + 4NO 3− + 4H + → 5CO + 2N +7H O [224] Carbon yêu cầu ( tỷ số lượng oxygen tương đương nitrogen ) tính tốn sau: r ondn = 2.67 gO moleC × 12 gC/moleC × gN gC moleN × 14 gN/moleN 1000 mgN = 0.00286 gO [225] mgN Do lượng oxy tiêu thụ suốt q trình phản nitrat hóa là J O2,2,dndn [gO2/m2/d], tính tốn sau:    κ  mgN T − 20 T − 20    NO NO = 1000 × r ondn   NO3,1 θ  NO + κ  θ  3,1 3,  [226]  NO 3,  NO gN      s  J O 2,dn 5.6.4 Methane Sự phân hủy carbon chuyển thành Methane lớp trầm trầ m tích kỵ khí Bởi Methane khơng hịa tan được, vuơtj q trạng thái bão hịa khí Methane tạo ra, kết quả, viết cân khối lớp kỵ khí, phép Di Toro (1990)  phân tíchcủa mơMethane hình bởiphân hủy dung chảy ổn định khíđểbịxác mấ tđịnh qua dịng lớp trầm tích hiếu khí Đầu tiên tiêu hủy dòng cacbon oxy đương lượng suốt trình phản nitrat  J CH 4,T  = J C  − J O 2,dn [227] Trong  J CH  CH 44,T  ,T  = dịng cacbon bị tiêu hủy trình phản nitrat [gO2/m /d] Trong từ khác, tổng Methane kỵ khí tạo dòng oxy đương lượng  Nếu  J CH  CH 44,T  ,T  đủ rộng (≥ 2 K   L12  L12C   s), khí Methane hình thành Trong trường hợp khác, dịng chảy xác định lượng  J CH khí 4, d  = 2 K  L12 C  s J CH 4,T  [228] Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48 63   Đồ Án Tốt Nghiệp Trong  J CH  r a trầm ,d  = dịng tiêu hủy Methane tạo CH 44,d  tích kỵ khí giải phóng đến lớp trầm tích hiếu khí [gO2/m2/d], C  s = nồng độ bão hòa Methane oxy đương lượng [mgO2/L] If   J  J CH  ,T  < 2 K  CH 44,T   L12  L12C   s, khí sinh  J CH 4, d  = J CH 4,T  [229]  Nồng độ tính tốn sau:  H  hịa Methane   bão 20−T  C  s = 1001 +  1.024   10   [230] Trong H độ sâu nước [m], [ m], T nhiệt độ nước [ C] Một cân khối Methane viết lớp hiếu khí sau:  H 1 dCH 4,1 =  J CH 4,d  +  s( c  f   − CH 4,1 ) − dt  κ CH  4,1  s T − 20 θ CH  CH 4 ,1 [231] Trong CH 44,1,1 = nồng độ Methane lớp hiếu khí [gO2/m3], c f  = CBOD nhanh nước bão hòa [gO2/m3], κ CH  CH 44,1 ,1 = vận tốc [m/d], and θ CH 4  phản ứng oxy hóa Methane trầm tích hiếu khí = hệ số điều chỉnh nhiệt độ [không thứ nguyên] Ở trạng thái ổn định cân giải  J CH 4,d  + sc f  CH 4,1 =  s + κ CH  ,1  s T − 20 θ CH  [232] Dòng Methane nước bão hòa  J CH  CH 4 [gO2/m /d], xác định sau:  J CH 4 = s CH 4,1 − c f  [233] 5.6.5 SOD SOD [gO2/m2/d] bằng tổng oxy tiêu thụ phản ứng oxy hóa Methane nitrat hóa, SOD = CSOD +  NSOD [234] Trong CSOD = lượng oxy nhu cầu tạo trình oxy hóa [gO2/m2/d]  NSOD = lượng oxy nhu cầu tạo trình nitrat [gO2/m2/d] chúng tính tốn sau: CSOD = κ CH  ,1 T − 20 θ CH  CH 4 ,1  s κ  NH  4,1  NSOD = r on  s T − 20 θ  NH  [235]  K  NH 4 o  f  NH   K  NH 4 +  NH 4,1 2 K  NH 4,O + o da1 4,1 [236] Trong r oonn = tỷ lệ oxy tiêu thụ nitrogen tiêu thụ suốt trình nitrat [= 4.57 gO2/gN] 5.6.6 Photpho vô cơ  Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48 64   Đồ Án Tốt Nghiệp Cân khối viết tổng P vơ lớp hiếu khí lớp kỵ khí sau: dPO4,1 = ω 12 ( f  pp 2 PO4, −  f  pp1 PO4,1 ) + K  L12 ( f dp 2 PO4, −  f dp1 PO4,1 )  H 1 dt     pi −    f da1 PO4,1    1000     − w2 PO4,1 + s [237]  H 2 dPO4, = J  P  + ω 12 ( f  pp1 PO4,1 −  f  pp 2 PO4, ) + K  L12 ( f dp1 PO4,1 −  f dp 2 PO4, ) dt    + w2 ( PO4,1 − PO4, ) [238] Trong  PO4,1 and PO4,2 = nồng độ tổng P vô lớp hiếu khí lớp kỵ khí, thứ nguyên [gP/m3], pi = P vô nước bão hòa [mgP/m3], and J  P  = dòng chảy carbon [gP/m2/d]  f dpi) , ( f   f  ppi) dạng tínhPhân tốnsố sauphân hủy dạng hòa tan ( f  1 + miπ  pi [239] = − f dpi [240]  f dpi =  f  ppi Trong π  pi = hệ số phân chia P vô lớp thứ i, [m /gD] Hệ số phân chia lớp kỵ khí đặt giá trị đầu vào Đối với lớp hiếu khí, nồng độ oxygen q bão hịa q nồng độ tới hạn ocrit  [gO2/m3], hệ số phân chia tăng thêm miêu tả P ion oxyhydroxides π  p1 = π  p ( ∆π PO 4,1 ) [241] π  p1 = π  p ( ∆π  PO 4,1 ) o / ocrit  [242] Trong ∆π  PO4,1  PO4,1 hệ số phân chia gia tăng lớp hiếu khí lien quan đến hệ số kỵ khí  Nếu nồng độ oxygen xuống ocrit  hệ số phân chia giảm, giá trị oxygen không lớp kỵ khí đoạn sơng Phương trình 225 226 giải đối với PO4,1 and PO4,2 dịng P lớp nước q bão hịa tính toán sau:      J  PO = s PO4,1 −  p i     1000   [243] 5.6.7 Phương pháp Scheme Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48 65   Đồ Án Tốt Nghiệp Mặc dù nói phần trước, dãy cơng thức giải, tính tốn đơn lẻ khơng cho kết phụ thuộc lẫn phương trình Ví dụ, chuyển khối  bề mặt phụ thuộc vào SOD Bởi SOD phụ thuộc vào nồng độ ammonium Methane than chúng tính tốn theo cân Thủ khốitục phụđược thuộc s Do đó,QUAL2K phương pháp sử dụng sửvào dụng là: lặp Xác Xác đị định nh các dò dòng ng J CC ,   J  N  and J  P  Bắt đầu đánh đánh giá giá với SOD, SOD, SODinit  = J C  + r on' J  N  [244] Trong r oonn’ = tốc độ oxygen nitrogen tiêu thụ tổng chuyển đổi khí ammonium Methane qua đường nitrat hóa /phản nitrat hóa [= 1.714 gO2/gN] Sự tính toán tốc độ cacbon sử dụng cho trình phản nitrat hóa Tí Tính nh to tốn án s sử sử dụn dụngg  s = SODinit  [245] Giảio ammonium, nitrate and methane Và tính tốn CSOD and NSOD Xem xét đánh giá SOD sử s dụng theo khối lượng trung bình SOD = SODinit  + CSOD +  NSOD [246] 6.Kiểm tra hội tụ tính tốn xấp xỉ lien quan đến sai số ε a = SOD − SODinit  × 100% [247] SOD 7.Nếu ε a lớn tiêu chuẩn ε  s đặt SODinit  = SOD quay trở  lại bước  Nếu độ hội tụ đầy đủ (ε a ≤ ε  s), tính tốn nồng độ P vơ tính tốn dòng ammonium, nitrate, methane and phosphate 5.6.8 Các dòng chảy phụ Bởi có mặt mặ t chất lắng hữu ưu tiên vào mùa hè trạng thái ổn định phần tử vật chất hữu chảy xi dịng khơng đủ để tạo quan sát s át SOD Trong Trong trường hợp vậy, vậy, SOD phụ miêu tả sau SODt  = SOD + SOD s [248] Trong SODt  = tổng nhu cầu oxy trầm tích [gO2/m2/d], and SOD s = lượng SOD phụ Thêm vào việc miêu tả dịng ammonia Methane sử dụng dịng chảy phụ để tính Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48 66   Đồ Án Tốt Nghiệp tốn Phần Tổng Quan I Lưu vực sơng Việt Nam I.1 Tổng quan lưu vực sông Việt  Nam  Nước ta có mạng lưới sơng ngịi dày, dày, tính sơng có chiều dài từ 10 km k m trở lên có dịng chảy thường xun có tới 2.372 sơng, đó, 13 hệ thống sơng lớn có diện tích lưu vực 10.000 km2 Lưu vực 13 hệ thống sơng lớn chiếm 80% diện tích lãnh thổ; 10 số 13 hệ thống sông sông liên quốc gia Lưu vực hệ thống sơng Hồng, Thái Bình, Bắc Giang – Kỳ Cùng, Mã, Cả - La, Thu Bồn, Ba, Đồng Nai, Cửu Long chiếm đến gần 93% tổng diện tích lưu vực sơng tồn quốc xấp xỉ 80% diện tích quốc gia Mỗi Lưu vực sơng ( LVS) có đặc điểm riêng tài nguyên thiên nhiên tài nguyên nước Chúng có mối quan hệ chặt chẽ với Tuy nhiên, cách thức quản lý khác tùy thuộc vào điều kiện kinh tế, xã hội, tình hình sử dụng đất, đặc điểm môi trường, giá trị lưu vực sông… Bảng 1.1 cung cấp thông tin hệ thống sông khả đảm bảo nước năm tính theo diện tích dân số Các sơng lớn Việt Nam Cửu Long, Hồng, Cả - La  bắt nguồn từ nước Một số nhánh sông Mê kông bắt nguồn từ lãnh thổ nước ta sông sê san, srêPok chảy qua Lào, CamPuchia nhập lại vào sông Mê Kông, cuối lại chảy vào lãnh thổ Việt Việt Nam đổ biển qua cửa ( Cửu Long) Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48 67   Đồ Án Tốt Nghiệp  Nước ta nằm khu vực nhiệt đới gió mùa, có lượng mưa trung bình năm tồn lãnh thổ khoảng 1.940mm Do ảnh hưởng địa hình đồi núi, chiếm ¾ lãnh thổ, nên lượng mưa  phân bố không nước phân bố mạnh theo thời gian Lượng mưa trung bình nhiều năm biến đổi phạm vi rộng, ở  nhiều nơi lượng mưa đạt 4.000 – 5000 mm, đặc biệt có nơi đạt tới 8.000 mm/năm Bạch Mã; có nơi đạt 600  – 800 mm Nha Phố, Ninh thuật Phần lớn lãnh thổ nước ta có lượng mưa năm trung bình khoảng 1.400 – 2.400mm Lượng mưa biến đổi không năm ảnh hưởng chế độ mưa với chế độ dịng chảy sơng ngịi ngun nhân chủ yếu gây hạn hán mùa khô lũ lụt mùa mưa Lượng mưa năm biến đổi theo mùa, mùa khô mùa mưa biến đổi không nước Mùa mưa thường biến đổi từ tháng đến tháng 10, riêng khu vực ven biển miền trung  biến đổi từ tháng đến tháng 12 lượng mưa mư a Lượng mưa mùa mưa chiếm từ 75% - 80% với lượng mưa nhỏ, chiếm 15  – 25% tổng lượng mưa năm, có nơi đến tháng liền khơng mưa hay mưa, tương ứng với mùa mưa mùa khơ lãnh thổ, dịng chảy sơng phân biệt rõ rệt mùa lũ mùa kiệt Thời gian lệch pha mùa mưa mùa lũ hệ thống sông lớn thường khoảng tháng Thời điểm xuất kết thúc mù lũ hệ thống sông lớn lớn thường cách khoảng khoảng tháng Thời điểm xuất kết thúc mùa lũ khác theo khơng gian, có xu hướng chậm dần từ Bắc vào Nam Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48 68   Đồ Án Tốt Nghiệp Phần lớn lượng dòng chảy mặt sinh từ mưa tổng lượng mưa nhiều năm sinh lãnh thổ nước ta khoảng 640 tỷ m 3/năm Lượng dịng chảy năm trung bình nhiều năm tồn sơng lãnh thổ đạt khoảng 830 đến 840 tỷ m 3, lượng dịng chảy sản sinh từ lãnh thổ việt nam 520 đến 525 tỷsơng m chiếm khoảng 63% dịng dịng chảy năm thống Mê Kơng chiếm tớiTổng 59% lượng tổng lượng chảy nămhệ nước, sau đến hệ thống sông hồng chiếm 14.9%, hệ thống sông Đồng Nai 4.3% Ở tầm quốc gia, nước ta có lượng nước dồi dào, phong phú, nhiên trừ lượng từ hệ thống sông mê m ê Kông khỏi hệ thống sơng quốc gia đến năm 2005, nước ta phải đối mặt với thiếu hụt nước Nếu loại trừ tất nguồn nước sinh từ  bên ngồi lãnh thổ lượng nước bị thiếu hụt nghiêm trọng vào năm 2025 Những vấn đề cho thấy tầm quan trọng thỏa thuận quốc tế bảo vệ nguồn nước Việt Nam, quốc gia Khả nằmnăng hạ lưu cungcác cấpsông nướclớn khác vùng khác lãnh thổ Đối với lưu vực hệ thống sông Đồng Nai khả cung cấp nước đạt 2.350m 3/người/năm giảm xuống cịn 1.600m3/người/năm vào năm 2025 dân số tiếp tục tăng xu hướng nay Con số thực đáng báo động Tình hình xịn xấu LVS cầu, khả cung cấp nước 656m 3/người/năm Đối với lưu vực sông Nhuệ - Đáy số 2.830m3/người/năm  Nước ta phải đối mặt thiếu hụt nước dẫn đến khan nước số vùng, trình gia tăng dân số làm trầm trọng thiếu hụt này Lưu vực sơng phần bề mặt, bao gồm độ dày tầng thổ nhưỡng, tập trung nước vào sông Lưu vực sông thực r a gồm  phần tập trung nước mặt tập trung nước đất V Việc iệc xác định phần tập trung nước đất khó khăn, chừng mực định dòng sơng cụ thể, xem lưu vực tập trung nước mặt nước đất trùng không mắc phải sai số lớn Lưu vực sông Nhuệ - sông s ông Đáy nằm hữu ngạn sơng Hồng với diện tích tự nhiên 7665 km2, dân số đến năm 2000 8.209,2 nghìn người Lưu vực bao gồm phần Thủ đô Hà Nội, thành Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48 69   Đồ Án Tốt Nghiệp  phố, 47 thị xã, thị trấn, 44 quận huyện 990 xã, phường Lưu vực có toạ độ địa lý từ 200 - 21020' vĩ độ Bắc 1050 106030' kinh độ Đơng, bao gồm tỉnh sau: Hồ Bình, Hà Nội, Hà Tây, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình Sông nhuệ chảy vớilớn chiều dàichảy 74 km, kngang m, rộng trung bình 30 – 40qua m nhiều cáctỉnh nhánh khác qua trục tơ lịch, lương, đồng bồng, cầu ngà … hai sông nhuệ đáy cung cấp nước tưới cho nhiều khu vực đồng bắc  bộ Theo đại diện tỉnh Nam Định, mùa hè mùa đông nước sông Đáy bị ô nhiễm hữu vi sinh, xuất dư lượng thuốc bảo vệ thực vật dầu mỡ Sông Đáy ngun phân lưu lớn sơng Hồng, có chiều dài khoảng 247 km, cửa Hát Môn cửa Đáy trước đổ biển Đông Do ảnh hưởng đập Đáy nên đoạn thượng nguồn (từ sau đập Đáy đến Ba Thá dài 71 km) sông Đáy gần sông chết Lượng nước chủ yếu cung cấp cho sông Đáy lấy từ sơng nhánh đổ vào, quan trọng sơng Tích, sơng Bơi, sơng Đào sơng Nhuệ Lưu vực có số sơng nhánh lấy nước từ sơng Hồng qua cơng trình điều tiết nước sông Đáy, sông Nhuệ, sông Châu Giang sơng Đào Ngồi lưu vực cịn nhận nước tự nhiên, làm nhiệm vụ nước sơng nhánh khác sơng Tích, sơng Hồng Long, sơng Thanh Hà, sau chảy qua thành phố, thị trấn, thị xã, khu công nghiệp, khu du lịch, làng nghề Sông Hồng cung cung cấp khoảng 85 – 95% tổng lượng nước cho lưu vực sông Nhuệ - Đáy Tổng lượng nước hàng năm sông Đáy khoảng 28.8 tỷ m3 sơng Đào ( Nam Định) đóng góp khoảng 25.7 tỷ m3 ( chiếm 89.5%), sơng Tích sơng Đáy Ba Thá đóng góp 1.35 tỷ m Trên lưu vực mùa lũ từ tháng đến tháng 10 hàng năm đóng góp từ 70 đến 80% lượng dòng chảy năm Vào mùa kiệt từ tháng 11 đến tháng nước hai sơng lưu vực cung cấp nước sông Hồng: sông Nhuệ lấy nước từ sông Hồng qua cống Liên Mạc; sông Đào lấy nước từ sông Hồng đổ vào sông Đáy Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48 70   Đồ Án Tốt Nghiệp Chế độ dịng chảy sơng Đáy khơng phụ thuộc vào yếu tố khí hậu ( trước hết mưa) mà phụ thuộc chủ yếu vào nước sông Hồng chế độ triều Vịnh Bắc Bộ Dịng chảy sơng nhuệ phụ thuộc hồn tồn vào chế độ đóng mở cống điều tiết : cống Liên Mạc ( lấy nước từ sông Hồng), cống Thanh Liệt (lấy nước sông Nhật Tô Lịch) cống như: Hà Đơng, ĐồngtừQuan, Tựu,vàLương Cổ -trên Hiệptrục Sơn Lưu vực sông Nhuệ - Đáy chịu ảnh hưởng chế độ nhật triều vịnh Bắc Bộ Tài nguyên thiên nhiên đặc điểm môi trường Do lưu vực sơng Đáy – Nhuệ có địa hình đa dạng, với vùng đồi, núi 2/3 diện tích đồng bằng, nên lưu vực có nhiều hệ sinh thái khác rừng núi đất, núi đá vôi, hệ sinh thái thủy vực nước ngọt, vùng đất ngập nước Mặc dù phần lớn lưu vực vùng đồng bị khai  phá từ lâu đời Nhưng với phần diện tích rừng núi thuộc rừng Cúc nên Phương, Ba hợp Vì, Hoa hậu khu thuận lợi,đặc nềnrụng đất đa dạng phù với lư các…với sinh khí vật  phát triển, với địa hình đa dạng phần lớn đồng bằng, lưu vực sơng Nhuệ Nhuệ - Đáy có những thuận lợ lợii để phát triển triển kinh tế có khó khăn, có nhiều sơng chảy qua, hệ thống đê điều cịn xung yếu, nhiều đoạn đê thấp so với thiết kế từ 0.2 – 1.2m nên năm thường xuyên bị lũ lụt đe dọa Khu vực ô trũng đầm lầy mùa mưa, thường xuyên bị úng ngập, đặc biệt khu vực nằm vùng phân lũ sông đáy, có báo động III phân lũ bị ngập nước độ sâu từ – 4m Bởi đời sống sản xuất nhân dân mùa mưa gặp nhiều sở hạ tầngtrong bị phávùng hoại,vềđặc biệt mơi trườngkhó nóikhăn, chungmột số mơicơtrường nước nói riêng bị nhiễm Lưu vực sơng Nhuệ - Đáy có nhiều phụ lưu lớn chảy qua thành phố, thị xã, thị trấn, thị tứ, tụ điểm dân cư, khu công nghiệp, khu chế xuất, làng nghề…Đây nguồn cung cấp nước quan trọng cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, dân sinh Đặc điểm kinh tế - xã hội Tổng dân số tỉnh thuộc lưu vực sông Nhuệ - Đáy 10.2 triệu người ( ước tính năm 2005), mật độ trung bình đạt 874 người/km2, cao gần 3.5 lần so với trung bình nước (252 người/km2) Hà Nội, Nam Định, Hà Tây có mật độ dân số cao nhiều lần mức trung bình Trong giai đoạn 1996 – 2002, dân Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48 71   Đồ Án Tốt Nghiệp số lưu vực sông tăng với tốc độ bình quân 1.27% , đặc biệt dân số thành thị Sông Nhuệ - Đáy chảy qua khu vực có mật độ cao tạo liên kết vùng rộng lớn Trong lưu vực hình thành mạng lưới đô thị với Hà Nội thủ đô, thành phố Nam Định( đô thị loại 2) nhiều thị xã tỉnhDân lỵ nghiệp.phố thuộc lưu vực với mức tăng bình sốkhu cơng tỉnh, thành qn giai đoạn 1996 – 2003 toàn vùng 5% (riêng 5.58%) Q trình thị hóa diễn nhanh, hạ tầng sở   phát triển không theo kịp q trình Hiện lưu vực sơng Nhuệ - Đáy chịu tác động mạnh mẽ hoạt động kinh tế - xã hội, đặc biệt khu công nghiệp, khu khai khác, khu chế biến, khu dân cư… đời hoạt động hàng loạt khu công nghiệp thuộc tỉnh, thành phố, hoạt động tiểu thủ công nghiệp làng nghề, xí nghiệp kinh tế quốc phịng, với hoạt độngđã khai khống sản, canh tác hành langnói lũ… làmthác chochế mơibiến trường nói chung mơi trường nước riêng lưu vực sông Nhuệ - Đáy chịu nhiều Cơ cấu kinh tế địa phương lưu vực 2.Các số liệu cần thiết để phục vụ cho việc mô Để mơ mơ hình chất lượng nước sông đưa biện pháp quản lý môi trường hữu hiệu cần phải có số liệu, liệu cần thiết phục vụ cho việc mô • Số liệu thủy lực bao gồm số liệu địa hình thủy văn • Số liệu phát tán nhiễm bao gồm thông số gây ô nhiễm cảu nhà máy khu dân cư Về địa hình, thủy văn lưu vực:  Nằm trải dài theo phương vĩ tuyến từ Hà Tây đến Nam Định lại chịu ảnh hưởng hưởng nhiều đới cấu trúc địa chất khác khiến cho địa hình khu vực nghiên cứu có phân hóa rõ nét theo hướng Tây Đơng – Bắc Nam Xét mặt cấu trúc ngang từ tây sang đơng chia địa hình nghiên cứu thành vùng sau: Vùng đồi núi: Địa hình núi phân bố phía tây tây nam chiếm khoảng 30% diện tích, có hướng thấp dần từ ĐB xuống TN biển Bùi Ngọc Hiếu_QLMT_K48 72   Đồ Án Tốt Nghiệp thấp dần từ Tây sang Đông Phần lớn dãy núi thấp có độ cao trung bình 400 - 600m cấu tạo đá trầm tích lục nguyên, cacbonat; vài khối núi có độ cao 1.000m cấu tạo đá trầm tích phun trào khối núi Ba Vì có đỉnh cao 1.296m, khối núi Viên Nam có đỉnh cao 1.031m cấu tạo đá xâm nhập granit khối núi Đồi Thơi (Kim Bôi Hồ Bình) có đỉnh cao 1.198m Địa hình núi khu vực có phân dị mang ma ng đặc trưng hình thái khác Địa hình đồi tách với địa hình núi đồng độ chênh cao  E  p,i, độ phát tán mô hình Ei  = Trong số... cacbon hữu oxy hóa với lưu vực đơn lẻ ( CBOD nhanh) Mơ hình bao gồm thơng số CBOD chậm Nếu khơng có CBOD chậm đầu vào nhập vào kết thiếu xác từ mơ hình Trong trường hợp c f  = CBODFNU c s = Lựa chọn...  phytoplankton, ba mô hình (Eqs 83, 85 and 87), sử dụng để miêu tả đặc điểm tác động tảo đáy Thay cơng 99 hình sản lỗngthức ánh sáng mô tảo đáy.xuất theo công thức hệ số làm Mơ hình ánh sáng bán