NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI LƯU VỰC VÙNG CỬA SÔNG CU ĐÊ. TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐẶNG NGUYỄN THỤC ANH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI LƯU VỰC VÙNG CỬA SÔNG CU ĐÊ Chuyên ngành Mã số : Kỹ thuật môi trường : 60.52.03.20 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG Đà Nẵng - Năm 2018 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN VĂN QUANG Phản biện 1: TS ĐẶNG QUANG VINH Phản biện 2: TS NGUYỄN DƯƠNG QUANG CHÁNH Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật môi trường họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 03 tháng11 năm 2018 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa -Thư viện Khoa Môi trường, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Theo Khoản 4, Điều 37 Luật Tài nguyên nước [18] việc cấp phép xả nước thải vào nguồn nước phải vào khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Tuy nhiên, việc điều tra, đánh giá khả tiếp nhận nước thải, sức chịu tải sông, hồ nguồn nước nội tỉnh địa bàn thành phố Đà Nẵng chưa Sở Tài nguyên Mơi trường thực hiện, trình UBND thành phố Đà Nẵng xem xét, phê duyệt theo quy định Vì vậy, việc nghiên cứu, đánh giá khả tiếp nhận nước thải lưu vực vùng cửa sơng Cu Đê có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, nhằm quản lý có hiệu việc xả nước thải vào nguồn nước dự án phát triển vào khu vực hạ lưu sông Cu Đê, đảm bảo nằm khả tiếp nhận nước thải nguồn nước không gây tác động tiêu cực đến chất lượng nguồn nước Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu tổng quát Đánh giá khả tiếp nhận nước thải sông Cu Đêtheo kịch phát triển kinh tế xã hội lưu vực làm sở cho việc đề xuất biện pháp kỹ thuật quản lý xả thải khai thác hợp lý, bền vững nguồn nước 2.2 Mục tiêu cụ thể Có mơ hình chất lượng nước, mơ lan truyền phân bổ chất ô nhiễm đoạn sông Cu Đê vùng hạ lưu sau tiếp nhận nước thải từ hoạt động phát triển kinh tế xã hội Đánh giá trạng dự báo xu diễn biến chất lượng nước theo kịch phát triển kinh tế xã hội lưu vực vùng hạ lưu sông Cu Đê Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Chất lượng nước sông Cu Đê, trình lan truyền chất đoạn sông vùng hạ lưu sông Cu Đê với chiều dài 7,8 km tính từ vịnh Đà Nẵng Các thơng số chất lượng nước, đánh giá trạng chất lượng nước sông Cu Đê đoạn sông tiếp nhận nước thải bao gồm: pH, Độ mặn (Sal.), DO, TSS, BOD5, BOD, COD, N-NH4, N-NO3, T-N, PPO4, T-P Coliform; đánh giá nguồn thải: BOD5, BOD, COD, NNH4, P-PO4 đánh giá khả tiếp nhận nước thải lưu vực sông theo thông số chất hữu (BOD5 BOD) 3.2 Phạm vi nghiên cứu Thời gian,chất lượng nước tháng mùa khô: Từ tháng 03 đến tháng 08 Không gian,lưu vực sông chịu ảnh hưởng thủy triều (từ ngã ba suối Cây đến vịnh Đà Nẵng) Các nguồn thải từ hoạt động phát triển lưu vực, xác định theo số liệu trạng quy hoạch hoạt động phát triển kinh tế xã hội lưu vực sông Cu Đê Phương pháp nghiên cứu Đề tài nghiên cứu xây dựng sở áp dụng phối hợp phương pháp nghiên cứu sau đây: Phương pháp kế thừa Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa Phương pháp xử lý thống kê, phân tích, đánh giá, tổng hợp thơng tin, liệu Phương pháp tiếp cận theo quy mô đoạn sơng Phương pháp mơ hình hóa tốn học Phương pháp quan trắc phân tích Phương pháp đánh giá Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 5.1 Ý nghĩa khoa học Các kết đề tài: chuỗi số liệu quan trắc chất lượng nước, có giá trị tham khảo cho nghiên cứu chất lượng nước sông; Phương pháp thiết lập mô hình chuỗi số liệu thực đo giá trị hệ số: chuyển hóa chất hữu kBODvà hệ số phân tán Ex xác định có giá trị tham khảo nghiên cứu đánh giá sức tải nghiên cứu dự báo xu chất lượng nước lưu vực sông Cu Đê lưu vực sơng có điều kiện tương tự 5.2 Ý nghĩa thực tiễn Đóng góp thêm 03 chuỗi số liệu quan trắc đồng chất lượng nước sông Cu Đê cho nguồn số liệu quan trắc chất lượng nước sông, phục vụ cho hoạt động chuyên môn Sở Tài nguyên Môi trường thành phố Đà Nẵng Mơ hình chất lượng nước thiết lập có đủ độ tin cậy cần thiết để sử dụng công cụ đánh giá khả tiếp nhận nước thải hoạt động phát triển kinh tế xã hội lưu vực, hỗ trợ quản lý tài nguyên nước lưu vực sông Cu Đê đề xuất giải pháp khai thác, sử dụng bảo vệ tài nguyên nước Cấu trúc luận văn Chương Tổng quan Chương Đối tượng, nội dung phương pháp nghiên cứu Chương Kết thảo luận CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nguồn nước đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước 1.1.1 Nguồn nước phân loại nguồn nước 1.1.1.1 Nguồn nước [18] Là dạng tích tụ nước tự nhiên nhân tạo khai thác, sử dụng cho mục đích sinh hoạt hoạt động sản xuất, kinh doanh, dịch vụ bao gồm sông, suối, kênh, rạch, hồ, ao, đầm, phá, biển, tầng chứa nước đất; mưa, băng, tuyết dạng tích tụ nước khác 1.1.1.2 Phân loại nguồn nước Theo mục đích sử dụng chia thành loại nguồn nước: cấp cho sinh hoạt mục đích khác giải trí, tiếp xúc với nguồn nước ni trồng loại thuỷ sản Theo độ mặn thường theo nồng độ muối nguồn nước chia thành nước ngọt, nước lợ nước mặn Theo vị trí nguồn nước chia thành nguồn nước mặt (sông, suối, ao, hồ ) nước ngầm 1.1.2 Chất lượng nguồn nước Nguồn nước sơng, hồ,…ln có chứa lượng loại vật chất định, bao gồm chất vô cơ, chất hữu cơ, vị khuẩn vi sinh vật… Tất loại vật chất có nước tạo nên chất lượng nguồn nước 1.1.2.1 Các thông số đánh giá chất lượng nguồn nước * Các tiêu vật lý * Các tiêu hóa học * Các tiêu sinh học 1.1.2.2 Quản lý chất lượng nguồn nước Quản lý chất lượng nguồn nước tổng hợp biện pháp, luật pháp, sách kinh tế, kỹ thuật, xã hội thích hợp nhằm bảo vệ chất lượng nguồn nước đáp ứng nhu cầu khai thác, sử dụng xả nước thải vào nguồn nước cách hợp lý, đắn phục vụ phát triển kinh tế xã hội đảm bảo giá trị giới hạn thông số chất lượng nguồn nước nằm Quy chuẩn cho phép [18] 1.1.3 Đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước 1.1.3.1 Các khái niệm bản[12] Khả tiếp nhận nước thải nguồn nước, khả nguồn nước tiếp nhận thêm lượng nước thải mà bảo đảm chất lượng nguồn nước cho mục đích sử dụng theo tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật nước quan nhà nước có thẩm quyền cho phép áp dụng [18] 1.1.3.2 Các phương pháp đánh giá khả tiếp nhận nước thải, sức chịu tải sông[5] a) Phương pháp đánh giá trực tiếp Công thức đánh giá: b) Phương pháp đánh giá gián tiếp (1.1) Công thức đánh giá: (1.2) c)Phương pháp đánh giá phương pháp mơ hình Ngày 29/12/2017, Bộ trưởng Bộ Tài ngun Môi trường ban hành Thông tư số 76/2017/TT-BTNMT quy định đánh giá khả tiếp nhận nước thải, sức chịu tải nguồn nước sông, hồ thay cho Thông tư số 02/2009/TT-BTNMT Theo quy định Điểm b Khoản Điều Thơng tư số 76/2017/TT-BTNMT đoạn sông bị ảnh hưởng thủy triều áp dụng phương pháp mơ hình để đánh giá Mơ hình để đánh giá phải hiệu chuẩn trước thực việc đánh giá 1.2 Mơ hình chất lượng nước ứng dụng đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước 1.2.1 Mô hình chất lượng nước 1.2.1.1 Khái niệm Trên sở định luật bảo tồn khối lượng, phương trình vi phân mơ tả q trình xáo trộn, lan truyền chuyển hóa chất nhiễm chất lỏng lý tưởng, ta có phương trình vi phân tổng qt sau: ( ( ) ) ( ) (1.6) Trong : Dx, Dy, Dz:Hệ số khuếch tán phân tử, m2/s ux, uy, uz: Vận tốc dòng chảy theo phương x,y,z, m/s F(S): Số hạng đặc trưng cho trình chuyển hố chất nhiễm q trình vật lý, hoá học sinh học diễn dịng chảy 1.2.1.2 Các mơ hình chất lượng nước a) Mơ hình tải - phân tán chiều Thường áp dụng cho sơng có chiều dài chiều rộng lớn nhiều so với chiều sâu Khi bỏ qua chiều sâu, với giả thiết, bỏ qua tải vận tốc dòng chảy, trình khuếch tán theo phương oz từ phương trình (1.8) ta có phương trình mơ tả q trình lan truyền, khuếch tán chất điểm dịng chảy: (1.9) Trong đó: C: Nồng độ chất dòng chảy, mg/l ux, uy:Thành phần vận tốc dòng chảy theo phương x, y,m/s Ex, Ey: Hệ số phân tán rối vật chất theo phương x, y mặt cắt dịng chảy, m2/s b) Mơ hình tải - phân tán chiều Thường áp dụng cho sơng có chiều dài lớn nhiều lần so với chiều sâu chiều rộng Khi bỏ qua chiều sâu chiều rộng, với giả thiết, bỏ qua tải vận tốc dịng chảy, q trình khuếch tán theo phương oy, oz từ phương trình (1.8) ta có phương trình tải - phân tán chiều chất điểm dịng chảy ( ) (1.10) Trong đó: C: Nồng độ chất dòng chảy, mg/l ux: Thành phần vận tốc dòng chảy theo phương x,m/s Ex: Hệ số phân tán rối vật chất dòngchảy theo phương x,m2/s c) Mơ hình tải chiều Thường áp dụng cho sơng có chiều dài lớn nhiều lần so với chiều sâu chiều rộng Khi bỏ qua chiều sâu chiều rộng, với giả thiết, bỏ qua tải vận tốc dòng chảy theo phương oy, oz bỏ qua trình khuếch tán từ phương trình (1.8) ta có phương trình tải chiều chất điểm dịng chảy (1.11) Trong đó: C: Nồng độ chất dòng chảy, mg/l ux: Thành phần vận tốc dịng chảy theo phương x,m/s d) Mơ hình phân tán chiều Tương tự thường áp dụng cho đoạn sơng có chiều dài lớn nhiều lần so với chiều sâu chiều rộng có vận tốc dịng chảy bé Khi bỏ qua chiều sâu chiều rộng bỏ qua lan truyền chất trình tải bỏ qua trình khuếch tán theo phương oy, oz từ phương trình (1.8) ta có phương trình phân tán chiều chất điểm dịng chảy (1.12) Trong đó: C: Nồng độ chất dòng chảy, mg/l Ex:Hệ số phân tán rối vật chất dòng chảy theo phương x,m2/s e) Mơ hình phân hủy chuyển hóa Với giả thiết, bỏ qua tải vận tốc dòng chảy bỏ qua trình khuếch tán theo phương oy, oz từ phương trình (1.6) ta có phương trình phân hủy chuyển hóa chất sau: (1.13) Trong đó: C: Nồng độ chất dịng chảy, mg/l Giá trị k (hằng số tộc độ phân hủy), xác định dựa sở phân tích trình sinh thái chất lượng nước xảy dịng chảy Sự chuyển hóa chất dịng chảy có liên quan đến tất q trình sinh thái hệ sinh thái dịng chảy sơng 1.2.2 Ứng dụng mơ hình đánh giá khả tiếp nhận nước thải sông Ứng dụng Mike 11 đánh giá chất lượng nước lưu vực sông Đồng Nai, tác giả Nguyễn Huy Khôi sử dụng Mike 11 với modul thủy lực (HD), mưa dòng chảy (RR), tải khuếch tán (AD) ECOLAB mô chất lượng nước lưu vực sông Đồng Nai theo hai thông số BODmax DOmin cho kết quả: tháng mùa kiệt, dòng chảy thượng nguồn giảm, chất lượng nước xấu đi, đặc biệt đoạn sông chảy qua khu công nghiệp đô thị [11] Ứng dụng mô hình Mike 11 tính tốn thủy lực, chất lượng nước cho lưu vực sơng Sài Gịn - Đồng Nai, tác giả Trần Hồng Thái cộng 12 Các số liệu, tài liệu thu thập bao gồm: (i) Các số liệu đề tài nghiên cứu có liên quan đến chế độ thủy văn, dịng chảy sơng Cu Đê; (ii) Các số liệu quan trắc chất lượng nước Chi cục bảo vệ môi trường, thành phố Đà Nẵng; (iii) Các số liệu quan trắc chất lượng nước từ đề tài dự án có liên quan; (iv) Các nguồn thải: nước thải sau xử lý từ KCN Hòa Khánh, Hòa Khánh mở rộng KCN Thanh Vinh trạm xử lý nước thải theo quy hoạch thoát nước xử lý nước thải thành phố Đà Nẵng 2.2.2 Đánh giá trạng chất lượng nước Mục đích Đánh giá trạng chất lượng nước sông Cu Đê, xác định nguồn thải chiều dài đoạn sông đánh giá khả tiếp nhận nước thải Nội dung Thực khảo sát, đo nhanh thông số: pH, DO, Sal lấy mẫu phân tích thơng số chất lượng nước mặt cắt dọc theo chiều dòng chảy vị trí khác theo độ sâu khoảng cách mặt cắt Các thông số chất lượng nước phân tích phịng thí nghiệm bao gồm: TSS, chất hữu (BOD5 COD), chất dinh dưỡng: N-NH4; N-NO3; P-PO4 Coliform Qúa trình khảo sát lấy mẫu thực 03 đợt ngày: 09/06, 07/07 11/07/2018 2.2.3 Xây dựng mơ hình chất lượng nước Mục đích Lựa chọn mơ hình chất lượng nước xác định hệ số mô hình: thủy lực (u), tốc độ phân tán (E) chuyển hóa chất nhiễm (kr) đoạn sơng đánh giá Nội dung 13 - Kế thừa kết nghiên cứu [14], sử dụng phần mềm Mike 11 tính tốn thủy lực sơng Cu Đê, xác định vận tốc dịng chảy (ux) đoạn sơng đánh giá điểm cần quan tâm tháng mùa kiệt - Lấy mẫu nước vận chuyển phòng thí nghiệm, xác định hệ số tốc độ phân hủy chất hữu theo BOD phịng thí nghiệm - Lựa chọn mơ hình chất lượng nước, từ số liệu quan trắc chất lượng nước, xâm nhập mặn tháng mùa kiệt, xác định mơ hình chất lượng nước lựa chọn cho đoạn sông đánh giá -Xác định hệ số phân tán (Ex) chuỗi số liệu thực đo: 2.2.4 Đánh giá khả tiếp nhận nước thải a) Mục đích Đánh giá khả tiếp nhận nước thải sau xử lý theo trạng hoạt động phát triển quy hoạch tương lai lưu vực.Chi tiết xem phụ lục b) Nội dung Tính tốn khả tiếp nhận nước thải sau xử lý Khu công nghệ cao phương pháp mơ hình điều kiện tháng mùa hè Xây dựng kịch tính tốn khả tiếp nhận nước thải lưu vực sông theo kịch 2.3 Phương pháp 2.3.1 Lấy mẫu, bảo quản mẫu phân tích thơng số chất lượng nước Việc phân tích thực phịng thí nghiệm Trung tâm Nghiên cứu Bảo vệ Môi trường (EPRC), trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng 2.3.2 Xác định hệ số phương trình lan truyền chất sông 14 2.3.2.1 Phương pháp đo vận tốc biên Đo vận tốc biên cho lưu vực sông chịu ảnh hưởng triều, thực theo phương pháp đo điểm, vận tốc tính tốn mặt cắt biên xác định theo công thức: (2.1) 2.3.2.2 Xác định vận tốc dòng chảy ux Để xác định vận tốc dịng chảy (ux) đoạn sơng đánh giá điểm cần quan tâm tháng mùa kiệt, học viên sử dụng mơ hình MIKE 11 2.3.2.3 Hằng số tốc độ phân hủy chất hữu theo BOD (kd) Giá trị kBOD xác định theo phương trình (1.9), từ kết quan trắc giá trị BODt theo thời gian (20 ngày) điều kiện phịng thí nghiệm, xác định giá trị BODu kBOD theo phương trình: (2.4) tính tốn giá trị kBOD theo phương pháp bình phương tối thiểu với hai mẫu nước tổ hợp mặt cắt MC4 MC5 2.3.2.4 Xác định hệ số khuếch tán Ex Tương tự, giá trị Ex xác định từ phương trình (1.7) Từ kết quan trắc giá trị vận tốc ux biên thượng lưu, tính tốn vận tốc dịng chảy đoạn sông đánh giá từ số liệu quan trắc độ mặn (Sal.)theo khoảng cách (x), từ phương trình: (2.5) tính tốn xác định giá Ex đoạn sơng theo phương pháp bình phương tối thiểu 2.3.2.5 Hiệu chỉnh (xác định hệ số tốc độ chuyển hóa kr) kiểm định mơ hình Từ giá trị số tốc độ chuyển hóa (k) chất ô nhiễm BOD xác định điều kiện phòng thí nghiệm hệ số 15 Ex từ số liệu thực đo, xác định hệ số chuyển hóa (kr) chất trình lan truyền đoạn sông Xây dựng kịch bản, thiết lập dựa sở sở phân tích chương I về: (i) Lưu lượng chất lượng nước sau xử lý trạm XLNT KCN thời điểm tại; (2) Hiện trạng kênh dẫn nước sau xử lý từ KCN Các kịch giả định sau: Kịch (KB1): Trạm XLNT khu CNC hoạt động hết công suất (4500m3) với chất lượng nước sau xử lý đạt cột A, đăng ký dịng chảy sơng trung bình mùa khơ cực tiểu Các nguồn thải khác: từ KCN Hòa Khánh, sinh hoạt từ cụm dân cư, khu đô thị ven sông,…như Kịch (KB2): Nguồn thải từ khu CNC KB1, KCN Hịa Khánh nâng cơng suất xử lý lên 10.000m3/ngđ với chất lượng nước đạt cột B Kịch (KB3):như KB2 thêm trạm XLNT đô thị Liên Chiểu vào hoạt động với thải lượng 16.000m3/ngđ với chất lượng nước sau xử lý đạt cột B Các kịch khác: KB4 Trạm XLNT KCN Hòa Khánh gặp cố cơng trình sinh học, nước thải xử lý qua công đoạn học; KB5, trạm XLNT Liên Chiểu gặp cố tương tự Các kịch tính tốn với lưu lượng dịng chảy trung bình kiệt mùa khơ từ kết tính tốn giá trị ux trung bình phần mềm MIKE, tính tốn đánh giá khả tiếp nhận đoạn sông CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hiện trạng chất lượng nước sông Cu đê - Chất lượng nước sông Cu Đê từ tháng -7/2018 nhìn chung tốt, hầu hết thơng số phân tích đạt QCVN 16 08:2015/BTNMT-Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt, cột B1, số thông số đáp ứng cột A2 - Chất lượng nước sông Cu Đê đoạn từ cầu Trường Định lên đến ngã ba Suối Cầy (phần thượng nguồn) cịn tốt, hầu hết tất thơng số phân tích thời gian khảo sát đạt QCVN 08:2015/BTNMT-Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt, cột A - Qúa trình hịa tan, xáo trộn chất ô nhiễm đoạn sông nghiên cứu diễn gần hồn tồn theo chiều rộng chiều sơng Phía hạ lưu bị tác động nhiều nguồn thải từ hoạt động công nghiệp, khu dân cư nên giá trị BOD5, NH4+, NO3-,PO43- có xu hướng cao so với khu vực thượng lưu Đặc biệt vào mùa khơ, lưu lượng dịng chảy nhỏ, ảnh hưởng triều cao, sơng có độ dốc nhỏ nên chiều dài gần 16 km tính từ vùng cửa sơng Cu Đê thường xuyên bị nhiễm mặn với nồng độ thay đổi theo lưu lượng dòng chảy từ thượng lưu biên độ triều Theo Thông tư số 76/2017/TT-BTNMT từ kết quan trắc độ mặn dọc sông cho phép xác định đoạn sông đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước có khoảng cách 7.8 km kể từ cửa sơng Cu Đê 3.2 Mơ hình chất lượng nước 3.2.1 Kết tính tốn giá trị ux biên thượng lưu (MC8) đoạn sơng đánh gía Mike 11 a) Kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình Từ chuỗi số liệu mơ mơ hình mưa dịng chảy MIKE – NAM [14], sử dụng chuỗi số liệu thực đo liên tục ngày 09 đến 11 tháng năm 2017, kết hiệu chỉnh kết kiểm định xác định giá trị hệ số nhám (n) đoạn sơng trình bày bảng kết bảng 3.1 17 Bảng 3.1 Kết thông số hệ số nhám (n) mơ hình sau kiểm định STT Tên sơng Lý trình Hệ số nhám (n) Cu Đê 14000 0.03 Cu Đê 12000 0.03 Cu Đê 10000 0.03 Cu Đê 8000 0.03 Cu Đê 6000 0.03 Cu Đê 4000 0.03 Cu Đê 2000 0.03 Cu Đê 0.03 b) Kết tính tốn vận tốc dịng chảy vị trí So với kết qủa tính tốn với giá trị thực đo thủy trục dòng chảy MC8 3- 4/08 14 -15/08/2018, giá trị quan trắc có giá trị lớn giá trị trung bình Kết tính tốn MIKE 11 hợp lý.Vì thời điểm quan trắc cuối mùa kiệt trước có đợt mưa rào vùng thượng lưu, nên lưu lượng đổ hạ lưu lớn 3.2.2 Kết xác định số tốc độ phân hủy (kd) Kết tính tốn cho thấy: giá trị kBODtại MC3 có giá trị 0,057ngày-1 MC5 0,047 d-1 So số liệu khuyến cáo sử dụng phần mềm, khơng có giá trị thực đo, chọn kBOD = 0,2d-1 [31], giá trị xác định nhỏ hơn nhiều lần, so với kết nghiên cứu giá trị kBOD sơng Chao Phaya (0,06ngày-1) kênh nước Bangkok, Thái Lan (0,07 ngày-1) [9] kết có xấp xỉ nhỏ Nếu xem xét đồng thời với mức độ nhiễm mặn đoạn sông xem xét khuyến cáo giá trị kiến nghị nghiên cứu Charpa [9] kết 18 có hợp lý, đoạn sơng xem xét có mức độ nhiễm mặn cao nên tốc độ phân hủy chậm 3.2.3 Kết tính tốn giá trị hệ số phân tán dọc (Ex) số liệu thực đo Các kết tính tốn cho thấy: giá trị Ex trung bình đợt I đoạn V VI xấp xỉ khoảng 450m2/s, đoạn IV III xấp xỉ khoảng 270m2/s, đoạn II khoảng 110m2/s đoạn I khoảng 60m2/s So với kết tính tốn theo cơng thức kinh nghiệm tài liệu […], kết tính tốn khơng hợp lý (Ex tỷ lệ thuận với chiều rộng tỷ lệ nghịch với độ dốc lòng dẫn) Nguyên nhân do: lưu lượng dòng chảy từ thượng nguồn nhỏ (19.6m3/s), dẫn đến vận tốc dịng chảy đoạn sơng nhỏ với cửa sông hẹp (MC 2: …m2), nên đoạn sông III, IV, V VI gần vũng (vịnh nhỏ) chứa nước Đoạn II có chiều rộng xấp xỉ đoạn III gần cửa biển, có trao đổi liên tục dịng triều, có giá trị Exnhỏ hơn, có tích lũy vật chất lớp nước tầng đáy độ sâu Riêng đoạn I hệ số phân tán nhỏ hẹp chịu ảnh hưởng dòng chảy (dòng chảy thuận nghịch theo triều) So sánh giá trị Exđợt I với kết đợt II (lưu lượng 16.8m /s) cho thấy: khoảng dao động giá trị nhỏ lớn 9-12% trung bình nhỏ 10%, điều chứng tỏ giá trị Exxác định được, đảm bảo độ tin cậy cần thiết 3.2.4 Hiệu chỉnh kiểm định hệ số tốc độ chuyển hóa chất hữu 3.2.4.1 Kết hiệu chỉnh mơ hình (xác định giá trị kr) So sánh kết tính tốn giá trị thực đo theo thời điểm (2h, 4h 6h) trung bình cho thấy: sử dụng giá trị kd xác định phịng thí nghiệm cho giá trị BOD nhỏ so với giá trị thực đo Với giả thiết có nguồn thải kênh nước thải sau xử lý từ 19 KCN Hòa Khánh cụm dân cư dọc theo kênh quy luật phân bổ giá trị BOD logic, trình lan truyền chất chịu ảnh hưởng đồng thời hai trình tải phân tán Mức chênh lệch lớn đoạn sông II, III, IV nguồn thải phân tán (các hoạt động khai thác thủy sản tích lũy lớp nước tầng đáy) giảm nhanh đoạn I pha lỗng dịng triều Bảng 3.4 Kết hiệu chỉnh giá trị kr Hệ số chuyển hóa (ngày-1) Đoạn sơng Chiều dài (Từ MC đến MC) (m) kd kr Stt Đoạn I: MC1-MC3 241 0.05 0.05 Đoạn II: MC3-MC4 1193 0.0575* 0.04 Đoạn III: MC4-MC5 1006 0.048* 0.035 Đoạn IV: MC5-MC6 2240 0.048 0.02 Đoạn V: MC6-MC7 1550 0.048 0.02 Đoạn V: MC7-MC8 1200 0.048 0.02 Ghi (*) Gía trị thực đo phịng thí nghiệm 3.2.4.2 Kết kiểm định mơ hình Các kết tính tốn cho giá trị trung cao so với giá trị thực đo Theo chiều dòng chảy: sai số lớn 11.3% trung bình 7,7% MC5: lớn hất 15.7% trung bình 11.4%; MC6: lớn 18.5% trung bình 13.5% Kết có hợp lý có độ tin cậy cao, việc xác định giá trị kr sử dụng kết thực nghiệm chuỗi số liệu thực đo (u Ex) thời điểm quan trắc để có hai chuỗi số liệu đo tương đương, nên ảnh hưởng yếu tố liên quan (điều kiện khí hậu, khí tượng, chế độ thủy lực,…) đến độ tin cậy giá trị kr loại bỏ 3.3 Đánh giá khả tiếp nhận nước thải lưu vực sơng mơ hình thiết lập 20 3.3.1 Đánh giá khả tiếp nhận nước thải sau xử lý khu công nghệ cao Kịch (KB1) Kết mô cho thấy: lưu lượng nước từ thượng nguồn giảm nồng độ chất hữu đoạn sông vùng thượng lưu tăng với mức tăng đáng kể Với lưu lượng dao động khoảng 1520m3/s, BOD5 khoảng 3mg/l, lưu lượng giảm khoảng 10m3/s (trung bình mùa kiệt) khoảng 4mg/l ngày kiệt khoảng 4mg/l Ngược lại, giá trị BOD5 đoạn sơng từ Cầu Nam Ơ biển, khơng có thay đổi đáng kể Ngun nhân có pha lỗng dịng triều nồng độ chất hữu nước biển ổn định Kịch (KB2) Kết mô cho thấy trường hợp lưu lượng nước từ thượng nguồn giảm nồng độ chất hữu đoạn sơng vùng thượng lưu có tăng khơng đáng kể Với lưu lượng dao động khoảng 15-20m3/s, BOD5 khoảng mg/l, lưu lượng giảm khoảng 10m3/s (trung bình mùa kiệt) khoảng 4, mg/l ngày kiệt khoảng 4,5 mg/l Ngược lại, giá trị BOD5 đoạn sông từ Cầu Nam Ơ biển, khơng có thay đổi đáng kể Ngun nhân có pha lỗng dòng triều nồng độ chất hữu nước biển ổn định Mức tăng giá trị BOD so với thời điểm (KB1) không đáng kể do: mức quy định cột A (30mg/l) so với cột B (50mg/l), tải trọng chất hữu tăng thêm khoảng 90kg/ngđ nên mức tăng điểm tiếp nhận không đáng kể (khoảng 0,1mg/l) So sánh kết tính tốn với mức quy định theo QCVN 08 MT-2015/BTNMT cho thấy: hoạt động xả thải khu CNC không gây ảnh hưởng đáng kể đến phân bố nồng độ chất hữu theo 21 BOD5 BOD 3.3.2 Kết tính tốn dự báo theo kịch Kịch 3.(KB3) Kết mô cho thấy trường hợp lưu lượng nước từ thượng nguồn giảm nồng độ chất hữu đoạn sơng vùng thượng lưu có tăng gần mg/l so với Với lưu lượng dao động khoảng 15-20m3/s, BOD5 khoảng 4,7 mg/l, lưu lượng giảm cịn khoảng 10m3/s (trung bình mùa kiệt) khoảng mg/l ngày kiệt khoảng 5,2 mg/l Ngược lại, giá trị BOD5 đoạn sông từ Cầu Nam Ơ biển, khơng có thay đổi đáng kể Ngun nhân có pha lỗng dòng triều nồng độ chất hữu nước biển ổn định Kịch 4(KB4) Kết mô cho thấy: Kết mô cho thấy trường hợp nhà máy nước Hòa Liên vào hoạt động với công suất: giai đoạn I: 120.000m3/ngđ diễn biến nồng độ chất hữu đoạn sông nghiên cứu tương tự trường hợp Tuy nhiên, Nhà máy nước Hòa Liên vào hoạt động giai đoạn II.240.000m3/ngđ.tương ứng 2.8m3/slàm giảm đáng kể lưu lượng nước từ thượng nguồn dẫn đến nồng độ chất hữu đoạn sơng vùng thượng lưu có tăng khoảng1 mg/l so với tại tất hầu hết vị trí chiều dài đoạn sơng 7,8 km tính từ cửa sơng Ngun nhân vào thời kỳ kiệt nhất, lưu lượng dòng chảy bé Nhà máy nước khai thác khoảng 1/3 lưu lượng kiệt nhất, dẫn đến đoạn sông chịu ảnh hưởng thủy triều khả tải biển Ngược lại, giá trị BOD5 đoạn sơng từ Cầu Nam Ơ biển, khơng có thay đổi đáng kể Nguyên nhân có pha lỗng dịng triều nồng độ chất hữu nước biển ổn định 22 Kịch 5(KB5) Kết mô cho thấy: Khi trạm xử lý KCN Hòa Khánh bị cố xử lý học, TXLNT Liên Chiểu cố sinh học, giá trị BOD vùng thượng lưu điểm xả có xu tăng, mức tăng BOD trường hợp Nhà máy nước Hòa Liên hoạt động giai đoạn cao so với giai đoạn khoảng gần mg/l Kết có hợp lý, vùng hạ lưu có pha lỗng dịng triều vùng hạ lưu có vận tốc dịng chảy nhỏ, phân bổ vật chất chịu ảnh hưởng trình phân tán; thấp so với cột B2, QCVN 08-MT:2015/BTNMT 3.4 Đánh giá khả tiếp nhận nước thải sơng Cu đê phương pháp bảo tồn khối lượng - Trong tất thời đoạn 2018, 2020 2030 Trạm XLNT hoạt động bình thường nước thải khu dân cư khoảng 1500 - 3000 m3/ngày đêm khơng qua xử lý sơng Cu Đê khả tiếp nhận nước thải thông số BOD COD - Trong tất thời đoạn 2018, 2020 2030 Trạm XLNT KCN Hòa Khánh gặp cố nước thải khu dân cư khoảng 1500 - 3000 m3/ngày đêm khơng qua xử lý kịch năm 2030 sơng Cu Đê khơng cịn khả tiếp nhận nước thải thông số BOD COD vào ngày lưu lượng kiệt ứng với 6.8 m3/s - Trong thời đoạn năm 2020 Trạm XLNT KCN Hòa Khánh Trạm XLNT sinh hoạt Liên Chiểu gặp cố không qua xử lý xả thải thẳng sông nước thải khu dân cư khoảng 1500 - 2000 m3/ngày đêm khơng qua xử lý sơng Cu Đê khơng cịn khả tiếp nhận nước thải thông số COD vào ngày lưu lượng kiệt ứng với 6.8 m3/s - Trong thời đoạn năm 2030 Trạm XLNT KCN Hòa Khánh Trạm XLNT sinh hoạt Liên Chiểu gặp cố không qua xử lý xả thải thẳng sông nước thải khu dân cư khoảng 1500 - 2000 23 m /ngày đêm khơng qua xử lý sơng Cu Đê khơng khả tiếp nhận nước thải 02 thông số BOD COD ứng với tất lưu lượng dịng chảy sơng ngày kiệt 6.8 m3/s, trung bình mùa kiệt 9,5 m3/s ngày nhiều nước mùa kiệt 16,8 m3/s KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Sông Cu Đê sông nội tỉnh địa bàn thành phố Đà Nẵng, nguồn cung cấp nước quan trọng cho thành phố Đà Nẵng Tuy nhiên, theo quy hoạch phát triển trạng tương lai, nhiều khu dân cư, khu đô thị mọc lên, với nước thải từ hoạt động công nghiệp ngày làm gia tăng lượng nước thải vào sông Cu Đê, tiềm ẩn nguy ô nhiễm nguồn nước Mặt khác, biến đổi khí hậu cộng với việc xây dựng cơng trình khai thác, sử dụng nguồn nước mặt khu vực thượng lưu (Nhà máy nước Hòa Liên) làm suy giảm số lượng nguồn nước sông Cu Đê phương án khai thác, sử dụng tổng hợp kiểm soát chặt chẽ nguồn thải vào nguồn nước Chất lượng nước đoạn sông đánh giá mùa kiệt chịu ảnh hưởng đồng thời 03 trình tải, phân tán chuyển hóa Ở thời điểm tại, chất lượng nước chưa có dấu hiệu bị nhiễm đạt cột B1, 08-MT:2015/BTNMT Tuy nhiên, cần quan tâm đến vấn đề xâm nhập mặn để có giải pháp quy hoạch chiến lược cách khoa học, phù hợp với diễn biến BĐKH nhằm đảm bảo an ninh nguồn nước phục vụ phát triển kinh tế xã hội Kết quan trắc 03 đợt từ tháng 7- tháng năm 2018 cho thấy: - Chất lượng nước sông Cu Đê đoạn từ cầu Trường Định lên đến ngã ba Suối Cầy (phần thượng nguồn) tốt, hầu hết tất thơng số phân tích thời gian khảo sát đạt QCVN 24 08:2015/BTNMT-Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt, cột A - Qúa trình hịa tan, xáo trộn chất ô nhiễm đoạn sông nghiên cứu diễn mạnh mẽ theo chiều rộng chiều sơng Phía hạ lưu bị tác động nhiều nguồn thải từ hoạt động công nghiệp, khu dân cư nên giá trị BOD5, NH4+, NO3-,PO43- có xu hướng cao so với khu vực thượng lưu Đặc biệt vào mùa khô, lưu lượng dòng chảy nhỏ, ảnh hưởng triều cao, sơng có độ dốc nhỏ nên chiều dài gần 16 km tính từ vùng cửa sơng Cu Đê thường xuyên bị nhiễm mặn với nồng độ thay đổi theo lưu lượng dòng chảy từ thượng lưu biên độ triều Luận văn xác định được: - Giá trị kBOD MC3 0,057ngày-1 MC5 0,047 d-1 tương ứng với giá trị chất lượng nước khoảng 0-10 mgBOD/L So số liệu khuyến cáo sử dụng phần mềm, khơng có giá trị thực đo, chọn kBOD = 0,2d-1, giá trị xác định nhỏ hơn nhiều lần, so với kết nghiên cứu giá trị kBOD sơng Chao Phaya (0,06ngày-1) kênh nước Bangkok, Thái Lan (0,07 ngày-1) [ ] kết có xấp xỉ nhỏ Nếu xem xét đồng thời với mức độ nhiễm mặn đoạn sông xem xét khuyến cáo giá trị kiến nghị nghiên cứu Charpa [ ] kết có hợp lý, đoạn sơng xem xét có mức độ nhiễm mặn cao nên tốc độ phân hủy chậm Hệ số phân tán dọc Ex dao động từ 46-499 m2/s tương ứng với lưu lượng dịng chảy 16.8-19.6 m3/s diện tích mặt cắt trung bình 618m2 phục vụ cho trình mô chất lượng nước lưu vực vùng cửa sông Cu Đê - Hệ số phân tán dọc Ex trung bình đợt I đoạn V (MC6-MC7) VI (MC7-MC8) xấp xỉ khoảng 450m2/s, đoạn IV(MC5MC6) III (MC4-MC5 ) xấp xỉ khoảng 270m2/s, đoạn II (MC3-MC4) 25 khoảng 110m /s đoạn I (MC1-MC3) khoảng 60m2/s So sánh giá trị Ex đợt I với kết đợt II (lưu lượng 16.8m3/s) cho thấy: khoảng dao động giá trị nhỏ lớn 9-12% trung bình nhỏ 10%, điều chứng tỏ giá trị Ex xác định được, đảm bảo độ tin cậy cần thiết Trong mùa kiệt lưu lượng dòng chảy bé khoảng 6,8 m /ngày đêm đoạn sơng vùng hạ lưu, nơi tiếp nhận nguồn thải gần khơng cịn khả tiếp nhận nước thải thông số BOD COD Trạm XLNT KCN Hòa Khánh Trạm XLNT sinh hoạt Liên Chiểu (sẽ hình thành vào năm 2020 gặp cố khơng qua xử lý xả thải thẳng sông KIẾN NGHỊ Từ kết nghiên cứu ban đầu nguồn nước sông Cu Đê, tác giả đề xuất số kiến nghị sau: Đề tài thực thời gian ngắn (6 tháng), số liệu quan trắc trữ lượng chất lượng nước sông Cu Đê chưa đồng liên tục, thiếu số liệu thời kỳ kiệt số liệu để hiệu chỉnh kiểm định Do đó, cần có nghiên cứu để phát triển kết nghiên cứu ban đầu đề tài đưa dự báo xác theo thời gian không gian lưu vực sông Cu Đê Cần tiếp tục nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải, sức chịu tải tồn sơng Cu Đê thông số sau: COD, BOD5, Amoni, Nitrat, Photphat theo quy định Khoản Điều Thông tư số 76/2017/TT-BTNMT Tác giả sử dụng Mô hình ghép thủy lực dùng MIKE, chất hữu mơ theo mơ hình tải phân tán tính tốn cho trường hợp ổn định (trung bình chu kỳ triều) Tuy nhiên, đoạn cầu Nam Ô biển hai chiều, nên cần nghiên cứu lựa chọn mơ hình phù hợp để giải vấn đề 26 Rất cần thiết đưa vào áp dụng kết nghiên cứu đề tài Sở Tài nguyên Môi trường cần có đặt hàng nghiên cứu mở rộng để phục vụ công tác cấp phép xả nước thải vào nguồn nước quản lý việc khai thác, sử dụng tài nguyên nước xả nước thải vào nguồn nước lưu vực cách hiệu Kịch cho giai đoạn 2020 đến 2030 Trạm XLNT sinh hoạt Liên Chiểu, Trạm XLNT Khu cơng nghiệp Hịa Khánh bị cố gần chắn sơng Cu Đê bị nhiễm BOD COD khơng cịn khả tiếp nhận nước thải Vì vậy, việc cấp phép xả nước thải vào nguồn nước, quan quản lý cần tham mưu cho UBND thành phố nâng mức xả thải nguồn thải quy định đạt cột B QCVN 14:2008/BTNMT nước thải sinh hoạt cột B QCVN 40:2011/BTNMT nước thải cơng nghiệp cần có lộ trình nâng mức xả thải lên cột A để đảm bảo an toàn cho nguồn tiếp nhận Đồng thời, nước thải sinh hoạt sau xử lý đạt cột A cần có giải pháp bắt buộc tái sử dụng tối đa để hạn chế việc xả thải vào sông tiết kiệm nước sử dụng cho mục đích tưới cây, rửa đường Trong tương lai gần, có nhiều dự án triển khai lưu vực vào hoạt động, cần thiết cập nhật bổ sung nguồn thải chuỗi số liệu quan trắc định kỳ, làm sở cho việc hoàn thiện mơ hình đánh giá khả tiếp nhận nước thải lưu vực cửa sông Cu Đê./