Nghiên cứu đánh giá tác động của nước rỉ rác phát sinh từ bãi chôn lấp rác đến các tầng nước ngầm bằng mô hình gms báo cáo tổng kết kết quả đề tài khcn cấp trường msđt t ktxd 2013 61

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA FOG BÁO CÁO TỔNG KẾT KẾT QUẢ ĐỀ TÀI KHCN CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC RỈ RÁC PHÁT SINH TỪ BÃI CHÔN LẤP RÁC ĐẾN CÁC TẦNG NƯỚC NGẦM BẰNG MÔ HÌNH GMS Mã số đề tài: T-KTXD-2013-61 Thời gian thực hiện: 12 tháng từ tháng 05/2013 đến tháng 05/2014 Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Ngọc Minh PGS.TS Nguyễn Thị Bảy Cán tham gia đề tài: ThS Nguyễn Ngọc Minh PGS.TS Nguyễn Thị Bảy Thành phố Hồ Chí Minh – Tháng 04/2014 Danh sách cán tham gia thực đề tài ThS Nguyễn Ngọc Minh, môn Cơ lưu chất, khoa Kỹ thuật Xây dựng, đại học Bách Khoa TP.HCM PGS.TS Nguyễn Thị Bảy, môn Cơ lưu chất, khoa Kỹ thuật Xây dựng, đại học Bách Khoa TP.HCM MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH 4  MỤC LỤC BẢNG 5  Chương I: 6  TỔNG QUAN VỀ BÃI CHÔN LẤP ĐÔNG THẠNH 6  1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 2.2 HIỆN TRẠNG MẶT BẰNG CỦA BÃI CHÔN LẤP 1.3 HIỆN TRẠNG VỀ CẤU HÌNH 10 1.4 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 10 1.4.1 Nhiệt độ 10 1.4.2 Điều kiện thủy văn 10 1.4.3 Điều kiện khí hậu 11 1.5 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC 13 CHƯƠNG 2: 21  CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÔ HÌNH GMS PHỤC VỤ TÍNH TỐN THỦY LỰC VÀ LAN TRUYỀN Ô NHIỄM TRONG TẦNG NƯỚC NGẦM 21  2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MƠ ĐUN MƠ HÌNH DỊNG CHẢY MODFLOW[4] 21 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÔ ĐUN MÔ HÌNH LAN TRUYỀN CHẤT MT3DMS 22 Chương 3: 24  TÍNH TỐN LAN TRUYỀN Ơ NHIỄM NƯỚC RỈ RÁC PHÁT SINH TỪ BCL ĐÔNG THẠNH 24  3.1 KIỂM TRA VÀ HIỆU CHỈNH MƠ HÌNH 24 3.2 DỰ BÁO ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC RỈ RÁC TỪ BCL ĐÔNG THẠNH SAU 20 NĂM (TỪ NĂM 2011 ĐẾN 2031) 27 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ: 31 MỤC LỤC HÌNH   Hình 1.1 Các lớp rác hữu bãi chôn lấp Đông Thạnh Hình 1.2 Mặt trạng BCL Đơng Thạnh Hình 1.3 Mặt cắt đứng ô chôn lấp số 1- Đông Thạnh Hình 3.1 Lưới tính tốn biên 24 Hình 3.2 Kết cấu địa tầng khu vực BCL theo phương thẳng đứng qua mặt cắt A1-A2 25 Hình 3.3 Lưu lượng nước rỉ rác từ BCL Đơng Thạnh 26 Hình 3.4 Giá trị mực nước tĩnh tầng qp3 thực đo tính tốn trạm Đơng Thạnh 26 Hình 3.5 Đường mực nước độ sâu – 35m (m) 28 Hình 3.6 Nồng độ TOC (mg/l) năm 2011 năm 2031 lớp thứ mô hình 28 Hình 3.7 Nồng độ TOC (mg/l) năm 2011 năm 2031 lớp thứ mơ hình 29 Hình 3.8 Nồng độ TOC thay đổi theo thời gian từ 1991 đến 2031 (mg/l) 30 Hình 3.9 Nồng độ TOC năm 2011 2031 theo phương thẳng đứng (mặt cắt B1-B2)30 MỤC LỤC BẢNG   Bảng 1.1 Nhiệt độ tháng khu vực nghiên cứu 11  Bảng 1.2 Diễn biến lượng mưa trung bình tháng năm Trạm Tân Sơn Nhất 12  Bảng 1.3 Diễn biến lượng mưa trung bình tháng năm Trạm Tân Sơn Nhất 12  Bảng 1.4 Diễn biến độ ẩm tương đối trung bình năm 12  Bảng 1.5 Kết phân tích mẫu nước ngầm khu vực bãi rác Đông Thạnh 14  Bảng 1.6 Các thông số giếng nước ngầm 15  Bảng Các thông số giếng nước ngầm (tiếp theo) 15  Bảng 1.9 Chất lượng nước kênh Rạch Tra cửa xả 17  Bảng 1.10 Kết phân tích nước sơng Rạch Tra - Chế độ nước ròng 18  Bảng 1.11 Kết phân tích nước sơng Rạch Tra - Chế độ nước lớn 19  Hình 3.1 Lưới tính tốn biên 24  Hình 3.2 Kết cấu địa tầng khu vực BCL theo phương thẳng đứng qua mặt cắt A1-A2 25  Hình 3.3 Lưu lượng nước rỉ rác từ BCL Đơng Thạnh 26  Bảng 3.1 Biên nồng độ[5] 26  Hình 3.4 Giá trị mực nước tĩnh tầng qp3 thực đo tính tốn trạm Đông Thạnh 26  Bảng 3.2 Giá trị mực nước tĩnh tầng Pleistocen thực đo tính tốn giếng (m).[5] 27  Bảng 3.3 Nồng độ TOC tầng Pleistocen thực đo tính toán giếng (mg/l).[5]27    Chương I: TỔNG QUAN VỀ BÃI CHÔN LẤP ĐÔNG THẠNH 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG [5] Bãi chôn lấp Đông Thạnh đặt ấp 3, xã Đơng Thạnh, huyện Hóc Mơn, thành phố Hồ Chí Minh, hình thành tự phát từ năm1991, từ hố khai thác đất Đây nơi xử lý chất thải rắn lớn thành phố Hồ Minh từ năm 1991 2002 với tổng diện tích 43ha Hậu ô nhiễm môi trường đặc biệt nghiêm trọng bãi chôn lấp Đông Thạnh bãi chôn lấp hoạt động 10 năm bãi chơn lấp khơng có lớp lót đáy, khơng có hệ thống thu gom xử lý khí bãi chơn lấp nước rị rỉ Lượng nước rị rỉ tích đọng lại lên đến hàng trăm ngàn mét khối, cố vỡ đê bao, tràn nước rò rỉ vào mùa mưa làm ô nhiễm thiệt hại hoa màu khu vực xung quanh nhiều lần xảy ra, Nhà Nước phải tốn hàng trăm triệu để bồi thường, người dân sống vùng chặn xe chở rác không cho vào bãi chôn lấp lm thnh ph ngp rỏc, Mặc dù đà có dự án mở rộng bÃi rác Đông Thạnh lên 133 thành khu liên hợp xử lý chất thải rắn Đông Thạnh với nguồn vốn vay Ngân Hàng Phát Triển Châu u (ADB) đà bị ngng lại, sau lập báo cáo nghiên cứu khả thi Ti y ban Nhân dân thµnh Hå ChÝ Minh lùa chän, quy hoạch bÃi chôn lấp sang địa điểm Phớc Hiệp (C Chi) (nơi tập trung dân c hơn) đà có định đóng cửa bÃi rác Đông Thạnh (theo thông báo số 148 TB-VP ngày 17/5/2002 văn phòng UBND), đến 31/12/2002 bÃi chụn lp Đông Thạnh chấm dứt việc tiếp nhận rác thải sinh hoạt thµnh Mặc dù có nhiều hệ thống xử lý nước rị rỉ triển khai Đơng Thạnh, kết cho thấy nước rò rỉ sau xử lý khó đạt tiêu chuẩn qui định để đạt tiêu chuẩn qui định giá thành xử lý tăng lên từ 70.000 đến 120.000 đồng/m3 2.2 HIỆN TRẠNG MẶT BẰNG CỦA BÃI CHƠN LẤP [5] MỈt trạng bÃi choõn laỏp Đông Thạnh đợc thể hình 1.1-1.3 Tổng diện tích mặt toàn bÃi 43ha, mặt chia thành b·i ch«n lÊp: - B·i ch«n lÊp sè ë phÝa b¾c cã diƯn tÝch 20,88ha; - B·i ch«n lÊp sè ë phÝa nam cã diƯn tÝch 11,48ha; - Đường néi bé: diÖn tÝch 1,16ha; - hå chøa n−íc r¸c (6 hå chøa lín, hå chøa nhá): tỉng diƯn tÝch lµ 6,58ha - B·i chơn lp có mặt hàng rào bảo vệ, phía Nam bÃi hàng rào bảo vệ đợc bao li tránh sạt lở, ngăn nớc rò rỉ chy trn bên khu vực bÃi chôn lấp BÃi chôn lấp trớc không đợc quy hoạch, kế hoạch sử dụng mặt bằng, không phân « ch«n lÊp, viƯc sư dơng mỈt b»ng ch«n lÊp tuỳ tiện thớc chiều địa tầng Mô tả đất đá sâu Đất đổ nền- sét màu vàng, nâu vàng, nâu đỏ, phớt hồng Trong tầng chứa nhiều vật liệu d ăm đá, cát đổ Kết cấu chặt vừa Rác có thành phần hỗn tạp cha phân huỷ Đất đổ n ền- sét mầu n âu vàng, n âu sẫm Trong tầng a nhiều vật liệu dăm đ cát đổ Kết cấu chặt vừa Rác có thành phần hỗn tạp phân huỷ Trong tầng có chứa hữu mầu xám đen Rác có chứa thành phần hỗn tạp đà phân huỷ Trong tầng có chứa hữu phần vô Hỡnh 1.1 Các lớp rác hữu bãi chôn lấp Đơng Thạnh   Ghi chú: Diện tích bãi chơn lấp rác số 1: 20,88ha, H= +32m DiÖn tÝch b·i r¸c sè 2: 11,48ha, h=+ 17m DiƯn tÝch b·i r¸c sè 3+ hå chøa n−íc: 6,58ha, h=+11m DiƯn tÝch ®−êng giao thông: 1,16ha Tổng diện tích toàn bÃi: 40,4ha Hỡnh 1.2 Mặt trạng BCL Đơng Thạnh   Hình 1.3 Mặt cắt đứng ô chôn lấp số 1- Đông Thạnh 1.3 HIỆN TRẠNG VỀ CẤU HÌNH[5] B·i chôn lấp số (có cao độ tới 32m), bÃi chôn lấp số (có cao độ tới 13 m), đ−êng néi bé (cã cao ®é tíi 10 m), mét phần phía Tây phía Bắc có cao độ khoảng 5,73 tới 7m Theo đờng đồng mức thể mặt cắt cho thấy cao độ bÃi chôn lấp khác nhau, phân bố độ cao không đồng Quá trình chôn lấp tựy tiện trớc tạo cấu hình bÃi không hợp lý, độ dốc lớn, mặt đỉnh bÃi với cao độ khác Với cấu hình khả sạt lở, tràn nớc rác lớn khó khăn cho việc áp dụng giải pháp thu nớc ma nh giải pháp cải tạo lại cấu hình bÃi khó khả thi Cỏc lp rỏc hin hu Theo kết khoan khảo sát đầu năm 2003 Công ty T Vấn Thiết Kế Đầu T xây dựng Sài Gòn (VNCC), lớp rác hữu thành phần đợc thể Hình 1.1 Qua đánh giá sơ thực trạng, Đông Thạnh bÃi chôn lấp không vệ sinh, hình thành cách tự phát BÃi chôn lấp Đông Thạnh không đợc lựa chọn địa điểm, thiết kế từ đầu, vận hành chôn lấp tuỳ tiện Không có ô chôn lấp riêng, lớp lót đáy, lớp phủ nh tiêu chuẩn b·i ch«n lÊp vƯ sinh; kh«ng cã hƯ thèng xư lý nớc r rỏc, khí bÃi chôn lấp, cấu hình bÃi không hợp lý, nh chơng trình giám sát chất lợng môi trờng đợc thực liên tơc, Tuy b·i ch«n lÊp Đơng Thạnh cho tíi đà ngừng hoạt động nhng ảnh hởng tới chất lợng môi trờng khu vực xung quanh tiếp tục biện pháp cải thiện môi trờng nhằm giảm tác động tiêu cực đà đợc thực thiện 1.4 IU KIN T NHIấN[5] 1.4.1 Nhit BCL Đông Thạnh nằm khu vực địa hình chia cắt kênh Rạch Tra hệ thống thoát nớc mặt khu vực Độ chênh lệch địa hình lớn, cao độ dốc từ 7,23m phía Đông- Nam bÃi xuống cao độ 1,29 m phía Bắc- Đông Bắc 1.4.2 iu kin thy văn 10 Bảng 1.10 Kết phân tích nước sơng Rch Tra - Ch nc rũng Chỉ tiêu Đơn vị Độ sâu cách mặt nớc PH Độ đục TDS BOD5 COD SS Asen Cadimi Ch× Chlorine Crom tỉng KÏm Mangan Niken Tổng phốt phát Sắt Thiếc Thuỷ ngân Tổng Nit¬ N-NH3 Florua Phenol Sunfua Coliform FTU mg/l mgO2/l mgO2/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Tr¸i 0,5m 6,5 58 52 11 34 11 1500 Mặt cắt Giữa 0,5m 1,5m 5,6 5,8 57 71 35 35 11 17 10 4,6 - Ph¶i 0,5m 5,2 78 40 17 - Tr¸i 0,5m 5,7 67 45 17 32 58 0,0014 0,003 0,015 10 0,002 0,27 0,096 0,025 0,2 KPH KPH 0,9 0,41 KPH 24000 18 Mặt cắt Giữa 0,5m 1,5m 5,9 5,7 90 64 36 35 20 44 4,8 - Ph¶i 0,5m 5,2 65 45 36 - Tr¸i 0,5m 6,3 67 45 40 6 24000 Mặt cắt Giữa 0,5m 1,5m 5,6 79 84 38 38 32 41 10 8,1 - Ph¶i 0,5m 85 38 43 0,5 6,3 - Bảng 1.11 Kết phân tích nước sơng Rạch Tra - Chế độ nc ln Chỉ tiêu Mặt cắt Đơn vị Độ sâu cách mặt nửụực Trái Mặt cắt Giữa Phải Trái Mặt cắt Giữa Phải Trái Giữa Phải 0,5m 1,5m 0,5m 3,5m 0,5m 1,5m 0,5m 1,5m 0,5m - 6,1 6,1 5.9 5,9 5,8 5,9 6 5,8 5,9 6,1 6,3 6,1 5,8 5,7 5,7 5,8 Độ đục FTU 36 27 27 35 40 30 30 21 26 27 29 29 28 29 28 30 26 26 TDS mg/l 35 33 28 29 26 27 31 31 28 29 25 26 32 33 29 28 27 29 COD mgO2/l 28 27 21 8 47 47 9 25 26 14 17 13 18 47 40 SS mg/l 12 Chlorine mg/l 6 6 6 6 6 6 6 6 Tỉng Nit¬ mg/l 2,2 - - - - - 1,4 - - - - - 2,2 - - - - - N-NH3 mg/l 0,8 - - - - - 0,8 - - - - - 0,8 - - - - - Coliform mg/l 46000 - - - - - 4300 - - - - - - - - - - - pH 10 11 11 Nguồn: CENTEMA, 2001 19 3,5m 0,5m 1,5m 0,5m 1,5m 0,5m 3,5m 0,5m 1,5m 12 11 12 11 10 Bãi chôn lấp Đông Thạnh từ hình thành khơng có hệ thu gom xử lý nước rị rỉ Khi cố mơi trường vỡ bờ đê tràn nước rò rỉ xẩy vào tháng 6/2000 vấn đề xử lý nước rị rỉ quan tâm nghiên cứu triển khai Tuy nhiên, đặc trưng nước rị rỉ chứa nhiều chất nhiễm hữu với nồng độ chất ô nhiễm lớn (chỉ tiêu COD lớn gấp hàng nghìn lần so với tiêu chuẩn cho phép xả thải TCVN 59451995), hàm lượng kim loại nặng nước rò rỉ cao lượng nước rò rỉ lớn đặt thách thức mà đến chưa có biện pháp thực hữu hiệu để xử lý nước rị rỉ đạt tiêu chuẩn xả thải Khi chưa có hệ thống xử lý áp dụng xử lý đạt tiêu chuẩn mơi trường, thêm vào đó, hệ thống thu gom nước rị rỉ nước bề mặt (nước mưa) khơng hiệu nước mưa theo phần nước rị rỉ theo mương nước đổ vào kênh Rạch Tra Đặc biệt vào mùa mưa lũ nước rò rỉ lưu trữ hồ chứa bãi chơn lấp Đơng Thạnh bị chảy tràn Số liệu Bảng 1.9 cho thấy nguồn nước kênh Rạch Tra phải tiếp nhận nước ô nhiễm (các chất hữu cơ, coliform, kim loại nặng, sắt ) từ bãi chôn lấp Đông Thạnh đổ vào Kết phân tích chất lượng nước kênh Rạch Tra từ số liệu năm 2001 cho thấy vào thời điểm nước kênh có khả tự làm tốt (các thông số đạt tiêu nguồn nước mặt phục vụ cho tưới tiêu, thuỷ lợi cho mục đích khác (ngồi cấp nước sinh hoạt) nên nước rị rỉ từ bãi chôn lấp chưa gây ô nhiễm nước kênh Rạch Tra khu vực bãi chôn lấp Thạnh Tuy nhiên khơng thể khơng có ảnh hưởng định tới chất lượng nguồn nước mặt phải tiếp nhận nguồn nước thải không đạt tiêu chuẩn Số liệu đo đạc chất lượng nước kênh Rạch Tra vào tháng 7/2003 (Bảng 1.9 1.10), mẫu phân tích đo đạc vị trí khác Chỉ tiêu pH, COD (tại vị trí N1, N2, N4); Fe tổng (tại vị trí N1,N3) dầu tổng (tại vị trí N3) khơng đạt tiêu chuẩn thơng số nồng độ chất ô nhiễm cho phép nước mặt (TCVN 5942: 1995) cột B 20 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MƠ HÌNH GMS PHỤC VỤ TÍNH TỐN THỦY LỰC VÀ LAN TRUYỀN Ơ NHIỄM TRONG TẦNG NƯỚC NGẦM ™ Sơ lược mơ hình GMS: + Là mơ hình tính tốn nước đất tinh vi toàn diện sử dụng 90 quốc gia tổ chức, cá nhân hoạt động lĩnh vực quản lý nước đất + Được sử dụng để mô khả lan truyền chất nhiễm nước đất Tính tốn lan truyền dịng chảy nước đất, tính tốn xâm nhập mặn… + GMS cung cấp hai mơ hình: sai phân hữu hạn phần tử hữu hạn 2–D 3–D bao gồm: MODFLOW 2000, MODPATH, MT3DMS/RT3D, SEAM3D, ART3D, UTCHEM, FEMWATER SEEP2D Trong phạm vi đề tài sử dụng mơ hình mơ hình dịng chảy nước đất Modflow 2000 mơ hình lan truyền chất MT3DMS Cơ sở lý thuyết mơ hình trình bày mục 3.1 3.2 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÔ ĐUN MƠ HÌNH DỊNG CHẢY MODFLOW[2] Mơ hình dịng chảy tính tốn dựa sở dịng thấm mơi trường rỗng bão hịa theo phương x,y,z, phương trình sau: ∂ ⎛ ∂h ⎞ ∂ ⎛ ∂h ⎞ ⎜ Kx ⎟ + ⎜ K y ⎟ ∂x ⎝ ∂x ⎠ ∂x ⎜⎝ ∂y ⎟⎠ + ∂h ∂ ⎛ ∂h ⎞ ⎜ K z ⎟ = S3 ∂t ∂x ⎝ ∂z ⎠ (1) (3.1) Trong đó: Kx, Ky, Kz : Độ dẫn thuỷ lực tương ứng với phương x, y, z, (L.T-1); -1 ∂h ∂h ∂h ; ; : gradient thuỷ lực theo phương; x,y,z; S3: hệ số nhả nước (L ) ∂x ∂y ∂z - Điều kiện biên gồm loại bản: 21 + Biên loại I (biên Dirichlet): biên đặc tả áp suất hay cột nước đo áp - Biên loại II (biên Neumann): điều kiện biên lưu lượng xác định trước + Biên loại III (biên Cauchy hay biên hỗn hợp): điều kiện lưu lượng biên phụ thuộc vào thay đổi áp lực Điều xảy môi trường rỗng tiếp xúc với môi trường nước (hay môi trường rỗng khác) qua lớp thấm phân cách hai môi trường + Biên trao đổi nước với sông (biên sông) + Biên lưu lượng bổ sung (gồm biên bốc hơi, giếng khai thác nước, biên lưu lượng bổ cập mưa,…) - Phương pháp giải mơ hình phương pháp sai phân hữu hạn 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MƠ ĐUN MƠ HÌNH LAN TRUYỀN CHẤT MT3DMS[3] Mơ hình lan truyền chất MT3DMS xây dựng dựa phương trình truyền chất mơi trường rỗng bão hòa sau: Rw + ∂C ⎞ ∂ ∂Cw ∂ ⎛ ⎜⎜ Dij ,m w ⎟⎟ − (vi Cw ) = ∂t ∂xi ⎝ ∂xi ⎠ ∂xi qs θ (2) Cs,w ± GR,w Trong đó: Cw: nồng độ hịa tan của chất w (mg/m3); t: thời gian (ngày); Rx: hệ số gia tăng chất hòa tan Rx tính sau: Rw = + ρb ∂Sw θ ∂Cw (3) Trong đó: Di,j,w: hệ số phân tán thủy lực chất hòa tan (m2/ngày); v: vận tốc (m/ngày); qs: lưu lượng thêm vào đơn vị thể tích (1/ngày); Cw: nồng độ hịa tan chất w bổ sung (mg/m3) GR,w = −λa,wCw − λa,w ρb Sw θ (4) Trong đó: λa,w: hệ số tốc độ phân hủy dạng hòa tan bậc chất w (1/ngày ); λs,w: hệ số tốc độ phân hủy dạng hấp thụ bậc chất w (1/ngày ); ρb: khối lượng riêng đất (kg/m3); θ: độ rỗng đất Sw = Kd.Cw (Sw = Koc,wfocCw) (5) 22 (hằng số hấp thu Sw thay đổi tuyến tính theo Cw, cơng thức bậc 1) Trong đó: Koc: số hịa tan chất (m3/mg); foc: tỉ lệ chất môi trường đất - Điều kiện ban đầu: Cw=Co,w (6) Co,w: nồng độ w thời điểm ban đầu (mg/m3) - Điều kiện biên: biên nồng độ Cw vị trí biên thủy lực Tương tự tốn thủy lực, phương trình (2) kết hợp với điều kiện biên điều kiện ban đầu giải phương pháp sai phân hữu hạn để tìm nồng độ tâm lưới tính 23 Chương 3: TÍNH TỐN LAN TRUYỀN Ơ NHIỄM NƯỚC RỈ RÁC PHÁT SINH TỪ BCL ĐÔNG THẠNH 3.1 KIỂM TRA VÀ HIỆU CHỈNH MƠ HÌNH ™ Bộ số liệu phục vụ tính tốn: - Địa tầng thơng số địa chất thuỷ văn khu vực TP.HCM[5] - Địa tầng BCL từ hố khoan HK3[5] - Giá trị mực nước trung bình tháng tầng Pleitocen trạm Đơng Thạnh, Tân Phú Trung, Tân Chánh Hiệp, Gò Vấp năm 2010 khu vực TP.HCM[5] - Dao động mực nước mặt cao độ đáy sông, nồng độ số tiêu ô nhiễm nước mặt tính tốn từ mơ hình Mike 11 đưa vào phục vụ tính tốn[6] - Nồng độ tiêu ô nhiễm TOC giếng khoan HK1, HK2, HK3 năm 2010[5] ™ Lưới phục vụ tính tốn: lưới hình chữ nhật phục vụ tính tốn có diện tích 153,7 km2, độ phân giải khoảng 150 m x 150 m Riêng khu vực BCL, kích thước ô lưới chia mịn khoảng 50m x 50m Theo phương thẳng đứng, lưới chia thành tầng, tầng tầng Holocen, tầng lại Pleitocen có kết cấu địa chất trình bày hình 3.1 Hình 3.1 Lưới tính tốn biên hình 3.2 24 Hình 3.2 Kết cấu địa tầng khu vực BCL theo phương thẳng đứng qua mặt cắt A1-A2 ™ Điều kiện biên thủy lực: - Biên cạnh bên lưới tính (Biên mực nước 1, 2, 3, 4) biên mực nước nội suy từ kết thực đo năm 2008, 2009, 2010 trạm Tân Phú Trung, Tân Chánh Hiệp, Gò Vấp Các biên sử dụng làm biên cho tầng Pleitocen - Biên sơng: biên sơng Sài Gịn sơng Rạch Tra đưa vào tính tốn với hệ số trao đổi nước Cr = 9,0 m3/ngày/m[4] 25 Hình 3.3 Lưu lượng nước rỉ rác thoát từ BCL Đông Thạnh - Lưu lượng bổ sung vào nước ngầm từ BCL tính tốn từ phương pháp tính tốn lưu lượng nước rỉ rác để tính cơng suất thiết kế BCL nay, bao gồm trình mưa, bốc nước rỉ từ rác đưa vào tình tốn Lượng nước rỉ rác vào tầng nước ngầm hiệu chỉnh phù hợp qua số liệu mực nước thực đo giếng khoan xung Bảng 3.1 Biên nồng độ[5] quanh BCL TOC (mg/l) Nguồn chất, vào kết quan Nồng độ nước rỉ rác Mùa mưa 68.9 trắc năm 2010, tiêu ô nhiễm Biên sông Đối với tốn lan truyền lựa chọn để tính tốn TOC (tổng bon hữu cơ) Đây tiêu quan trọng đánh giá mức độ ô nhiễm nước ngầm lựa chọn mô mơ hình trạng nước ngầm khu vực Mùa khơ 269.35 0 -4 -8 m -12 Tính toán Th?c -16 11 Hình 3.4 Giá trị mực nước tĩnh tầng qp thực đo tính tốn trạm Đơng Thạnh BCL bị nhiễm TOC Các q trình đưa vào tính tốn gồm q trình chuyển tải, khuếch tán, trình phân hủy bậc Quá trình phân hủy hấp thụ trình phân hủy hịa tan đưa vào tính tốn nồng độ TOC ™ Điều kiện biên nồng độ: tương ứng với biên thủy lực biên nồng độ Các cạnh lưới tính xa BCL nên nồng độ TOC cho zero Tại biên khác, biên nồng độ thiết lập bảng 3.1 26 ™ Điều kiện ban đầu: Nồng độ ban đầu tính từ nồng độ năm 1991, BCL chưa vào hoạt động, nồng độ TOC xem zêrô Bảng 3.2 Giá trị mực nước tĩnh tầng Pleistocen thực đo tính tốn giếng (m).[5] GK Thời gian GK GK 3A Thực đo Tính tốn Thực đo Tính tốn 5/8/2010 -2,94 -2,2 -1,71 -2,6 9/1/2010 -1,68 -2,1 -0,49 -2 -2,6 -2,3 25/10/2010 -1,44 -2,1 -1,1 -2 -2,66 -2,5 Thực đo Tính tốn -2,4 ™ Thời gian tính tốn thủy lực lan truyền ô nhiễm gồm giai đoạn: từ năm 1991 đến 2010 từ năm 2011 đến 2031 (dự báo) Bước thời gian tính tốn ngày Kết năm 2010 xuất vị trí giếng khoan để kiểm để kiểm tra hiệu chỉnh cho mơ hình thủy lực nhiễm Bên cạnh đó, mực nước trạm Đơng Thạnh tầng Pleitocen năm 2010 sử dụng để kiểm tra ™ Kết kiểm tra mực nước tĩnh Bảng 3.3 Nồng độ TOC tầng Pleistocen thực đo tính tốn giếng (mg/l).[5] Giếng Thực đo Tính tốn GK1 9,3 4,4 GK2 7,3 7,0 Gk3 6,7 5,3 nồng độ thể hình 3.4 bảng 3.2 3.3 Hướng dòng chảy theo kết đường mực nước tính tốn hướng Đơng, kết phù hợp với đồ đường bình độ mực nước liên đoản địa chất miền Nam 3.2 DỰ BÁO ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC RỈ RÁC TỪ BCL ĐÔNG THẠNH SAU 20 NĂM (TỪ NĂM 2011 ĐẾN 2031) Tính tốn dự báo thủy lực lan truyền ô nhiễm cho giai đoạn từ năm 2011 đến 2031 với điều kiện biên bước thời gian thiết lập tương tự phần hiệu chỉnh, kiểm tra Kết tính tốn lan truyền nhiễm cho tiêu TOC xuất năm 2011 2031 để phục vụ đánh giá, dự báo Các kết gồm: 27 • Phân bố nồng độ TOC lớp thứ (ở độ sâu -17m đến -28m) lớp thứ (>-30m) thời điểm: năm 2011 2031 (hình 3.6 3.7) • Phân bố nồng độ theo mặt cắt B1-B2 (hình 3.2) theo phương Hình 3.5 Đường mực nước độ sâu – 35m (m) thẳng đứng thời điểm: năm 2011 2031 (hình 3.9) • Sự thay đổi nồng độ theo thời gian vị trí trung tâm khu 1, khu 2, khu từ năm 1991 đến 2031 lớp thứ thứ mơ hình (hình 3.8) -Từ hình 3.6 3.7 cho thấy, lớp thứ BCL từ năm 2011 bị ô nhiễm TOC Lớp thứ 3, có vị trí nồng độ lên cao 20 mg/l, lớp thứ 5, nồng độ tương đối thấp (chỉ giới hạn < 4,0 mg/l) - Kết tính tốn cho thấy khu vực BCL bị ô nhiễm nhẹ TOC (theo QCVN, TOC > 0,1 mg/l nước ngầm bị ô nhiễm) Năm 2010, chất ô nhiễm ảnh hưởng đến vị trí chân BCL chưa lan khu vực xung quanh (Năm 2011) (Năm 2031) Hình 3.6 Nồng độ TOC (mg/l) năm 2011 năm 2031 lớp thứ mơ hình 28 Năm 2031 Năm 2011 Hình 3.7 Nồng độ TOC (mg/l) năm 2011 năm 2031 lớp thứ mơ hình - Kết tính tốn dự báo năm 2031, chất nhiễm di chuyển theo hướng dịng chảy hướng Đông, khu vực ảnh hưởng xa cách rìa BCL khoảng 0.8 km Khu vực nhiễm nằm địa phận Huyện Hóc Mơn, chưa vượt qua vị trí sơng Sài Gịn, tâm nhiễm đầu BCL cho lớp (hình 3.6 3.7) - Theo kết ô nhiễm cho thấy từ năm 2010 lưu lượng nước rỉ rác nhìn chung giảm dần, đến năm 2031, nước rỉ rác gần zero (hình 3.9) Điều dẫn đến nồng độ chất ô nhiễm chân BCL năm 2031 giảm đáng kể so với 2011 Tuy nhiên chất ô nhiễm tồn đọng di chuyển theo hướng dòng chảy, chảy xa khỏi khu vực BCL - Kết tính tốn cho thấy theo phương thẳng đứng, TOC lan truyền chủ yếu theo phương ngang theo hướng Đông cho tầng Pleitocen độ sâu -20 trở xuống Cịn phía độ sâu – 20m, TOC không lan truyền theo phương ngang mà chủ yếu nồng độ gia tăng - Xem xét thay đổi nồng độ TOC theo thời gian từ năm 1991 đến năm 2031 vị trí A, B, C khu , khu khu BCL (hình 2.8) đưa đến kết luận sau: - Nồng độ chất ô nhiễm thay đổi theo lưu lượng nước rỉ rác Kể từ sau 2031, chất nhiễm có khuynh hướng giảm dần cho lớp thứ - Chất ô nhiễm chủ yêu tập trung cao khu 3, vị trí gần đáy BCL ô nhiễm tăng 29 (Năm 2011) (Lớp 3) (Lớp 5) (Năm 2031) Hình 3.8 Nồng độ TOC thay đổi theo thời gian từ 1991 đến 2031 (mg/l) Hình 3.9 Nồng độ TOC năm 2011 2031 theo phương thẳng đứng (mặt cắt B1-B2) 30 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ: Từ kết tính tốn đưa đến kết luận sau: - Hướng dòng chảy khu vực BCL tầng Pleitocen hướng Đông hướng di chuyển chất ô nhiễm - Chất ô nhiễm ảnh hưởng đến tầng Pleitocen khoảng 0.8 km theo hướng với diện tích khoảng 50 độ sâu -20 m Như (2010) 20 năm (2031), chất ô nhiễm từ BCL tiếp tục làm ô nhiễm đến tầng chứa nước Pleitocen mà tập trung theo hướng Đông Những hướng cịn lại xem khơng đáng kể - Qua việc tính tốn di chuyển tiêu TOC môi trường nước ngầm cho thấy sau 30 năm kể từ đóng bãi chơn lấp nước rỉ rác cịn làm nhiễm đến mơi trường nước ngầm có khuynh hướng thấm sâu vào tầng chứa nước khác lan rộng đến khu vực xa BCL - Kết tính tốn báo tính đến ảnh hưởng nước rỉ rác từ BCL Đông Thạnh đến tầng nước ngầm bỏ qua yếu tố ô nhiễm bổ sung xung quanh BCL Bên cạnh đó, q trình khí tượng thủy văn bổ cập hay nước cho toán thủy lực bốc hơi, mưa bỏ qua tính tốn, hạn chế báo cáo vấn đề nên đề xuất nghiên cứu tương lai Tp.HCM, ngày 14 tháng 02 năm 2014 Chủ nhiệm đề tài (Ký ghi rõ họ tên) Tp.HCM, ngày 14 tháng 02 năm 2014 Đồng chủ nhiệm đề tài (Ký ghi rõ họ tên) ThS Nguyễn Ngọc Minh PGS.TS.Nguyễn Thị Bày 31 Tp.HCM, ngày 14 tháng 02 năm 2014 TL HIỆU TRƯỞNG TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Công ty Môi trường Đô thị (2005) Báo cáo khảo sát địa chất, đạc điểm cơng trình xây dựng trạm xử lý Chất thải rắn nguy hại TP HCM, đặc điểm công trình bãi chơn lấp Đơng Thạnh, huyện Hc Mơn, TP HCM Sở Tài ngun Mơi trường thành phố Hồ Chí Minh [2] De Bonis P., Fattoruso G., Pagano A., Pasanisi F (2002) Transport of pollutants in coastal areas: a comparison among different mathematical models In: Appropriate Environmental and Solid Waste Management and Technologies for Developing Countries, G Kocasoy, T Atabarut and I Nuhoglu (Eds), vol 5, Bogaziỗi University Press, Istanbul, pp 2741-2748 [3] Hassan H (1997) Water Quantity and Quality Assessment for Suwa Lake and Tenryu River Basin Regarding the Impact of Future Climate Change PhD thesis, Department of Urban Engineering, The University of Tokyo [4] Nguyễn Văn Ngà (2009) Khả khai thác nước đất dự báo lún mặt đất khai thác nước vùng Tây Nam thành phố Hồ Chí Minh Luận văn tiến sỹ Trường đại học xã hội nhân văn, đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [5] Trung tâm cơng nghệ quản lý môi trường (2012), Nghiên cứu tác động bãi chơn lấp rác thải (Gị Cát, Đông Thạnh, Phước Hiệp) đến tầng chứa nước Thành phố HCM, Ủy ban Nhân dân TP.HCM – Sở Khoa học Cơng nghệ, TP.HCM [6] Viện Khí tượng Thủy văn, Hải văn Mơi trường, Số liệu quan trắc khí tượng khu vực TP.HCM năm 2002 đến 2010, TP.HCM [7] Otaki M., Yano K and Ohgaki S (1998) Virus removal in a membrane separation process Wat Sci Tech., 37(10), 107-116 [8] Chunmiao Zheng, Mary C.Hill, and Paul A.Hsieh (2001), Modflow-2000, the U.S geological survey modular ground-water model-user guide to the LMT6 pacage, the linkage with MT3DMS for multi-species mass transport modeling USGS, U.S Geological survey Denver, Colorado [9] Chunmiao Zheng, P.Patrick Wang (2000) MT3DMS: A modular three-Dimensional Multispecies Transport Model for Simulation of Advection, Dispersion, and Chemical Reactions of Contaminants in Groundwater Systems; Documentation and User’s Guide USGS, U.S Geological survey Denver, Colorado 32 ... đợc thể Hình 1.1 Qua đánh giá sơ thực trạng, Đông Thạnh bÃi chôn lấp không vệ sinh, hình thành cách t? ?? ph? ?t BÃi chôn lấp Đông Thạnh không đợc lựa chọn địa điểm, thi? ?t kế t? ?? đầu, vận hành chôn lấp. .. chia thành t? ??ng, t? ??ng t? ??ng Holocen, t? ??ng cịn lại Pleitocen có k? ?t cấu địa ch? ?t trình bày hình 3.1 Hình 3.1 Lưới t? ?nh t? ??n biên hình 3.2 24 Hình 3.2 K? ?t cấu địa t? ??ng khu vực BCL theo phương thẳng... Đơng Thạnh - Lưu lượng bổ sung vào nước ngầm t? ?? BCL t? ?nh t? ??n t? ?? phương pháp t? ?nh t? ??n lưu lượng nước rỉ rác để t? ?nh cơng su? ?t thi? ?t kế BCL nay, bao gồm trình mưa, bốc nước rỉ t? ?? rác đưa vào t? ?nh t? ??n