Luận văn thạc sĩ Khoa học môi trường, Chất lượng nước, Mô hình Qual2K, Ô nhiễm nước

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - MẠC THỊ VIỀN “NGHIÊN CỨU, ÁP DỤNG MƠ HÌNH QUAL2K ĐỀ DỰ BÁO DIỄN BIẾN CHẤT LƢỢNG NƢỚC TRÊN LƢU VỰC SÔNG CẦU” LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - Năm 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN MẠC THỊ VIỀN “NGHIÊN CỨU, ÁP DỤNG MƠ HÌNH QUAL2K ĐỀ DỰ BÁO DIỄN BIẾN CHẤT LƢỢNG NƢỚC TRÊN LƢU VỰC SÔNG CẦU” Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN TIỀN GIANG LỜI CẢM ƠN Trước tiên xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn luận văn PGS.TS Nguyễn Tiền Giang, thầy tạo điều kiện, động viên giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Sự hiểu biết sâu sắc khoa học kinh nghiệm thầy tiền đề giúp tơi đạt thành tựu kinh nghiệm quý báu Xin bày tỏ lịng biết ơn tới thầy giáo khoa Môi trường, người đem lại cho kiến thức bổ trợ, vơ có ích năm học vừa qua Xin cảm ơn khoa Môi trường, Phòng đào tạo sau đại học, Trường đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập nghiên cứu Cuối xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè, người ln bên tơi, động viên khuyến khích tơi q trình thực luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Mạc Thị Viền BẢN CAM KẾT Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan, giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn ghi rõ nguồn gốc Học viên thực luận văn Mạc Thị Viền MỤC LỤC MỞ ĐẦU 11 CHƢƠNG TỔNG QUAN LƢU VỰC SÔNG CẦU 13 1.1 Tổng quan lƣu vực sông Cầu 13 1.1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên 13 1.1.1.1 Vị trí địa lý 13 1.1.1.2 Đặc điểm địa hình .14 1.1.1.3 Đặc điểm khí hậu 14 1.1.1.4 Mạng lưới sơng ngịi 16 1.1.1.5 Mạng lưới trạm 19 1.1.2 Khái qt tình hình kinh tế xã hội lưu vực sơng Cầu 21 1.1.2.1 Dân số phân bố dân số tỉnh lưu vực sông Cầu 21 1.1.2.2 Các đô thị lưu vực sông Cầu 22 1.1.2.3 Hoạt động cơng nghiệp, nơng nghiệp khai khống lưu vực sông Cầu 23 1.2 Tổng quan chất lƣợng nƣớc nguồn thải sông Cầu 24 1.2.1 Tổng quan chất lượng nước lưu vực sông Cầu 24 1.2.2 Tổng quan nguồn thải lưu vực sông Cầu 27 1.2.2.1 Nguồn thải công nghiệp 28 1.2.2.2 Nguồn thải từ làng nghề .29 1.2.2.3 Nguồn thải từ sinh hoạt, y tế .29 1.2.2.4 Chất thải sản xuất nông nghiệp 29 1.2.2.5 Nguồn thải từ hoạt động khai thác khoáng sản 30 1.2.3.1 Tình hình xả nước thải 30 1.2.3.2.Tình hình xử lý nước thải 31 1.2.4 Tổng quan đề tài dự án nghiên cứu đến chất lượng nước lưu vực sông Cầu 35 1.2.5 Tổng quan áp dụng mơ hình Qual2k để quản lý chất lượng nước Việt Nam 42 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH QUAL2K 46 2.1 Nghiên cứu sở lý thuyết mơ hình Qual2k 46 2.1.1 Giới thiệu chung Qual2k 46 2.1.2 Cơ sở khoa học mơ hình Qual2k 47 2.1.2.1 Nguyên tắc phân đoạn sông 47 2.1.2.2 Cân lưu lượng 48 2.1.2.3 Các đặc trưng thủy lực 49 2.1.2.4 Cấu tạo mơ hình 57 2.2 Quy trình mơ diễn biến chất lƣợng nƣớc 65 CHƢƠNG ÁP DỤNG MƠ HÌNH QUAL2K ĐỂ DỰ BÁO DIỄN BIẾN CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG CẦU VÀ BIỆN PHÁP QUẢN LÝ TẠI CÁC ĐOẠN SÔNG 68 3.1 Hiện trạng số liệu 68 3.1.1 Số liệu khí tượng, thủy văn 68 3.1.2 Số liệu quan trắc chất lượng nước sông nguồn thải .69 3.2 Áp dụng mơ hình Qual2k để đánh giá diễn biến chất lƣợng nƣớc sông Cầu 70 3.2.1 Sơ đồ tính tốn .70 3.2.2 Hiệu chỉnh mơ hình 71 3.2.3 Kiểm nghiệm mơ hình 74 3.2.4 Áp dụng mơ hình Qual2k để dự báo diễn biến chất lượng nước sông Cầu đánh giá khả chịu tải sông 77 3.2.5 Đánh giá khả chịu tải đoạn sông 84 3.2.5.1 Phân đoạn sông .84 3.3 Đề xuất biện pháp quản lý đoạn sông để khôi phuc chất lƣợng nƣớc sông Cầu 96 KẾT LUẬN 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 MỤC LỤC BẢNG BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 10 Bảng 1.1 Lượng mưa trung bình năm (mm) trạm thuộc LVS Cầu 16 Bảng 1.2 Thống kê đặc điểm thủy văn sông 19 Bảng 1.3 Các trạm khí tượng lưu vực sơng Cầu 20 Bảng 1.4 Trạm đo mực nước lưu lượng sông lưu vực Sông Cầu 21 Bảng 1.5 Dân số tỉnh thuộc lưu vực sông Cầu 22 Bảng 1.6 Đô thị hóa tỉnh thuộc lưu vực sơng Cầu 22 Bảng 1.7 Hoạt động công nghiệp tỉnh thuộc lưu vực sông Cầu 23 Bảng 1.8 Hoạt động nông nghiệp tỉnh thuộc lưu vực sông Cầu 23 Bảng 1.9 Các trạm quan trắc nước sông sông Cầu 25 Bảng 1.10 Tổng lượng nước thải sinh hoạt tỉnh LVS Cầu (nghìn m³/ngày) 32 Bảng 2.1 Giá trị hệ số mũ dòng chảy cong để xác định độ sâu vận tốc (Barnwell, 1989) 52 Bảng 2.2 Hệ số nhám Manning với bề mặt kênh khác (Chow et al, 1988) 54 Bảng 2.3 Các biến mơ hình Qual2K 57 Bảng 3.1 Số liệu trạm thủy văn dùng mơ hình 69 Bảng 3.2 Bảng nguồn thải đoạn sông 86 Bảng 3.3 Giá trị nồng độ chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt qua xử lý bể tự hoại thông thường 89 Bảng 3.4 Giá trị nồng độ số chất ô nhiễm nước thải chăn nuôi 90 Bảng 3.5 Bảng lượng nước thải hoạt động chăn nuôi 91 Bảng 3.6 Kết tính tốn tải lượng 92 MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ vị trí lưu vực sông Cầu 13 Hình 1.2 Vị trí trạm thủy văn lưu vực sông Cầu 20 Hình 1.3 Diễn biến BOD5 sông Cầu đo trạm 26 Hình 1.4 Diễn biến TSS sông Cầu đo trạm 26 Hình 1.5 Diễn biến amoni (NH4+) sông Cầu 27 Nguồn: [4] 36 Hình 1.6 Mơ chất lượng nước sông Cầu đoạn tỉnh Bắc Cạn Thái Nguyên với kịch phát triển kinh tế xã hội mức 36 Hình 1.7 Mơ chất lượng nước sông Cầu đoạn tỉnh Bắc Cạn Thái Nguyên với kịch phát triển kinh tế xã hội mức thấp, bản, cao năm 2020 37 Hình 1.8 Tải lượng chất nhiễm nước thải sinh hoạt công nghiệp biện pháp xử lý đạt QCMT 40 Hình 1.9 Tải lượng chất nhiễm nước thải sinh hoạt cơng nghiệp có biện pháp xử lý đạt QCMT 41 Hình 1.10 Kết mơ chất lượng nước sơng Cầu Bây 43 Hình 1.11 Kết mơ hình chất lượng nước sơng Sài Gịn 44 Hình 2.1 Cách phân đoạn Qual2K cho sông đơn 47 Hình 2.2 Cách phân đoạn Qual2K cho đoạn sông nhiều yếu tố 48 Hình 2.3.Chia đoạn sông thành đoạn sông yếu tố 48 Hình 2.4 Cân dòng chảy 49 Hình 2.5 Đập tràn đỉnh nhọn hai đoạn sông 50 Hình 2.6 Mặt cắt hình thang cân 52 Hình 2.7 Cân nhiệt phần tử 56 Hình 2.8 Cân khối lượng 56 Hình 2.9 Các trình động học chuyển tải biến mơ hình 58 Hình 2.10 Tương tác thành phần chất lượng nước 60 Hình 2.11 Quy trình mơ chất lượng nước sơng Cầu mơ hình Qual2K 67 Hình 3.1 Sơ đồ vị trí nguồn thải vị trí trạm quan trắc chất lượng nước 70 Hình 3.2 Thời gian chảy truyền ngày 15.7.2012 71 Hình 3.3 Đường q trình lưu lượng sơng Cầu 15.7.2012 71 Hình 3.4 Mực nước mặt cắt 15.7.2012 72 Hình 3.5 Kết mô hàm lượng BOD5 sông Cầu 15.7.2012 72 Hình 3.6 Kết mơ hàm lượng NH4+ sông Cầu 15.7.2012 73 Hình 3.7 Kết mơ hàm lượng NO3- sông 15.7.2012 73 Hình 3.8 Thời gian chảy truyền ngày 15.9.2012 74 Hình 3.9.Đường q trình lưu lượng sơng Cầu 15.9.2012 75 Hình 3.10 Mực nước mặt cắt 15.9.2012 75 Hình 3.11 Kết mơ hàm lượng BOD5 sông Cầu 15.9.2012 75 Hình 3.12 Kết mơ hàm lượng NH4 sông Cầu 15.9.2012 76 Hình 3.13 Kết mơ hàm lượng NO3- sơng 15.7.2012 76 Hình 3.14 Kết mô nồng đô BOD5 dự kiến năm 2020 kịch 78 Hình 3.16 Kết mô nồng độ NH4- dự kiến năm 2020 kịch 79 Hình 3.17 Kết mô nồng độNO3- dự kiến năm 2020 kịch 79 Hình 3.18 Bản đồ phân vùng nồng độ BOD5 lưu vực sông Cầu 81 Hình 3.19 Bản đồ phân vùng nồng độ TSS lưu vực sông Cầu 82 Hình 3.20 Bản đồ phân vùng nồng độ NH4 lưu vực sông Cầu 83 Hình 3.21 Kết mô nồng độ BOD5 dự kiến năm 2020 kịch 83 Hình 3.22 Kết mô nồng độ TSS dự kiến năm 2020 kịch 84 Hình 3.23 Kết mô nồng độ NH4+dự kiến năm 2020 kịch 84 BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Bộ TN&MT Bộ Tài nguyên Môi trường Sở TN&MT Sở Tài nguyên Môi trường UBND Ủy ban nhân dân LVS Lưu vực sông BVMT Bảo vệ môi trường KCN Khu công nghiệp CCN Cụm công nghiệp TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TCCP Tiêu chuẩn cho phép HSPSCT Hệ số phát sinh chất thải CLN Chất lượng nước 10 3.2.5.3 Kết tính tốn tải lượng Kết tính tốn tải lượng đoạn sông so sánh với Ngưỡng chịu tải cho phép (Ngưỡng chịu tải cho phép dựa theo Dự án “Đánh giá ngưỡng chịu tải nước sông Cầu, làm sở xây dựng quy hoạch kinh tế xã hội bảo vệ môi trường” Tổng cục Môi trường thực năm 2009 kết bảng sau: Bảng 3.6 Kết tính tốn tải lượng STT I Đoạn Đoạn Nguồn thải Hiện (g/s) Kịch (g/s) Kịch (g/s) ĐOẠN SÔNG CHẢY QUA TỈNH THÁI NGUYÊN Đoạn từ đầu nguồn giáp với tỉnh Bắc Cạn đến đập Thác Huống SINH H.Định Hóa 2.31 3.01 1.22 HOẠT H.Đồng Hỷ 0.98 1.27 0.51 KCN nhỏ xã Tân 0.06 0.08 0.06 Thịnh KCN nhỏ xã Bảo 0.11 0.14 0.11 Cường KCN nhỏ xã Trung 0.07 0.09 0.07 Hội CƠNG CCN Nam Hồ 0.15 0.19 0.16 NGHIỆP CCN Quang Sơn 0.50 0.64 0.42 CCN Đại Khai 0.20 0.26 0.18 Mỏ chì kẽm làng 0.33 0.43 0.13 Hích Mỏ sắt trại Cau 0.27 0.35 0.11 H.Định Hóa 10.81 9.73 4.87 NƠNG H.Đồng Hỷ 6.06 5.46 2.73 NGHIỆP TỔNG 21.84 21.64 10.55 Phú Lương 2.31 3.01 1.22 SINH HOẠT H.Đồng Hỷ 0.98 1.27 0.51 CCN Sơn Cẩm 0.12 0.16 0.13 CCN Động Đạt - Du 0.14 0.18 0.15 Cty CPXD & KT 1.62 2.11 0.63 than Thái Nguyên Mỏ than Phấn Mễ 0.59 0.77 0.23 1.81 2.35 0.70 CÔNG CT cổ phần giấy 1.66 2.15 0.65 NGHIỆP xuất Xí nghiệp luyện kim màu, Công ty TNHH 2.65 3.45 1.03 thành viên khai khoáng luyện kim NM luyện cán thép 2.65 3.45 1.03 Gia Sàng 92 Ngưỡng cho phép (g/s) 80 STT Nguồn thải NƠNG NGHIỆP SINH HOẠT Đoạn CƠNG NGHIỆP NÔNG NGHIỆP SINH HOẠT CÔNG NGHIỆP Đoạn NÔNG NGHIỆP Hiện (g/s) Kịch (g/s) CT TNHH NasteelVina, Mỏ 2.65 3.45 than Bá Sơn NM lợp-CT điện luyện kim 2.65 3.45 công ty ván dăm Thái Nguyên XN mỏ than Khánh Hòa, Mỏ than Bá 3.33 4.33 Sơn H Phú Lương 5.58 5.03 Đồng Hỷ 6.06 5.46 TỔNG 34.81 40.60 Thành phố Thái 27.07 35.19 Nguyên Đồng Hỷ 0.98 1.27 CCN Tân Lập (1 0.17 0.22 2) CCN Cao Ngạn 0.13 0.17 CT cổ phần chế biến thực phẩm Thái 0.78 1.02 Nguyên Cơ sở sản xuất bia 0.95 1.24 S.Cầu CSSX bia Hà 0.82 1.07 Thành CSSX bia Hoàng 0.78 1.02 Anh CT bia nước giải khát 0.82 1.07 Thái Nguyên Bia Thái Nguyên 0.82 1.06 Cơ sở sản xuất bia Hoàng Minh 0.82 1.07 Thịnh Phú lương 5.58 5.03 TỔNG 39.75 49.44 Thành phố Thái 27.07 35.19 Nguyên KCN gang thép Thái 1.65 2.14 Nguyên NM cán thép Lưu Xá 31.71 41.22 Phú Bình 10.86 9.77 Thành phố Thái 4.61 4.15 Nguyên Phú lương 5.58 5.03 TỔNG 81.48 97.50 Từ đập Thác Huống đến hết tỉnh Thái Nguyên 93 Kịch (g/s) Ngưỡng cho phép (g/s) 1.04 1.03 1.30 2.51 2.73 14.91 70 14.25 0.51 0.20 0.16 0.30 0.37 0.32 0.30 0.32 0.32 0.32 2.51 19.90 50 14.25 1.77 12.37 4.89 2.07 2.51 37.86 60 STT Nguồn thải SINH HOẠT CƠNG NGHIỆP Đoạn NÔNG NGHIỆP SINH HOẠT Đoạn CÔNG NGHIỆP NÔNG NGHIỆP SINH HOẠT Đoạn CÔNG NGHIỆP NÔNG NGHIỆP II SINH HOẠT Đoạn CÔNG NGHIỆP Hiện (g/s) Kịch (g/s) Phú Bình 6.47 8.41 Phổ Yên 4.17 5.42 CCN Điềm Thuỵ 0.27 0.35 CCN Kha Sơn 0.08 0.10 KCN Điềm Thuỵ 4.08 5.31 NM cán thép Lưu 31.71 41.22 Xá Phú Bình 10.86 9.77 Phổ Yên 18.07 16.27 Thành phố Thái 4.61 4.15 Nguyên Hiệp Hòa 39.75 35.78 TỔNG 120.07 126.77 Phú Bình 6.47 8.41 Phổ Yên 4.17 5.42 Hiệp Hòa 6.02 7.82 KCN Nam Phổ 2.59 3.37 Yên NM giấy Trường 0.78 1.02 Xuân CCN Đức Thắng 0.05 0.07 CCN Đoan Bái 0.06 0.07 Lương Phong CCN Hợp Thịnh 0.18 0.23 Hiệp Hòa 39.75 35.78 TỔNG 60.07 62.19 Phú Bình 6.47 8.41 Phổ Yên 4.17 5.42 Hiệp Hịa 6.02 7.82 Thị trấn Sóc 4.86 6.32 Sơn (H.Sóc Sơn) CCN số Cảng Đa 0.16 0.21 Phúc CCN số Cảng Đa 0.19 0.25 Phúc Hiệp Hịa 39.75 35.78 TỔNG 61.62 64.21 ĐOẠN SƠNG CHẢY QUA TỈNH BẮC NINH Việt Yên 13.43 17.45 Yên Phong 8.33 10.83 KCN Quang Châu 1.85 2.41 KCN Vân Trung 1.85 2.41 CCN Hồng Mai 0.14 0.18 CCN tơ Đồng 0.32 0.41 Vàng CCN Việt Tiến 0.02 0.02 Làng nghề sản xuất 21.56 28.03 bún 94 Kịch (g/s) 3.40 2.20 0.27 0.08 4.07 Ngưỡng cho phép (g/s) 12.37 4.89 8.13 2.07 17.89 55.36 3.40 2.20 3.17 20 2.43 0.31 0.06 0.06 0.18 17.89 29.69 3.40 2.20 3.17 55 2.56 0.15 0.18 17.89 29.55 7.07 4.39 1.73 1.73 0.12 0.32 0.02 8.41 80 STT NÔNG NGHIỆP SINH HOẠT Đoạn CÔNG NGHIỆP NÔNG NGHIỆP SINH HOẠT Đoạn Hiện (g/s) Kịch (g/s) Kịch (g/s) 32.81 42.66 12.80 1.46 1.90 0.57 30.17 16.45 99.55 8.33 27.15 14.80 105.1 10.83 13.57 7.40 87.68 4.39 1.11 1.44 0.59 1.57 0.98 2.05 1.27 1.25 0.95 0.29 0.38 0.29 0.06 0.76 0.08 0.99 0.06 0.93 1.94 2.52 2.31 0.10 0.13 0.10 5.50 6.50 4.80 4.50 5.70 4.30 2.50 3.00 2.40 1.54 2.00 0.60 20.20 63.23 22.22 66.04 11.11 29.91 Yên Dũng 5.56 7.22 2.93 CCN Thị trấn Neo CCN Tân Mỹ CCN Tân Dân CCN Nội Hoàng CCN Tân Mỹ-Song Khê CCN Châu Khê I CCN Lỗ Xung CCN Mả Ông CCN Dốc Sặt CCN Phong Khê I CCN Đại Bái CCN Võ Cường Yên Dũng Thành phố Bắc 0.03 0.06 0.05 0.29 0.04 0.07 0.07 0.38 0.03 0.05 0.05 0.29 0.06 0.08 0.06 0.04 0.06 0.04 0.09 0.06 0.03 0.04 40.39 10.95 0.05 0.07 0.05 0.12 0.08 0.04 0.05 36.35 9.86 0.05 0.06 0.03 0.10 0.07 0.04 0.05 18.18 4.93 Nguồn thải CƠNG NGHIỆP NƠNG NGHIỆP Làng nghề mổ trâu bò Làng nghề nấu rượu Vân Hà Việt Yên Yên Phong TỔNG Yên Phong Thành phố Bắc Ninh KCN Yên Phong I KCN Yên Phong II KCN Song Khê Nội Hồng KCN Đình Trám KCN Tiên Sơn KCN Đại Đồng (GĐ1) KCN Nam Sơn Hạp Lĩnh Làng nghề sản xuất giấy tái chế Phong Khê Làng nghề SX giấy tái chế Phú Lâm Làng nghề SX sắt thép Châu Khê CT TNHH Hoàng Long Yên Dũng TỔNG 95 Ngưỡng cho phép (g/s) 60 55 Nguồn thải STT SINH HOẠT Đoạn CÔNG NGHIỆP NÔNG NGHIỆP Ninh TỔNG Yên Dũng Quế Võ KCN VSIP KCN Quế Võ I KCN Quế Võ II Quế Võ Yên Dũng TỔNG Hiện (g/s) Kịch (g/s) Kịch (g/s) Ngưỡng cho phép (g/s) 57.75 5.56 11.11 1.94 2.09 0.56 10.73 40.39 72.37 54.54 7.22 14.44 2.53 2.71 0.72 9.66 36.35 73.64 26.90 2.93 5.85 2.53 2.49 0.72 4.83 18.18 37.52 80 85 3.3 Đề xuất biện pháp quản lý đoạn sông để khôi phuc chất lƣợng nƣớc sông Cầu Trên lưu vực sông Cầu, đoạn sông qua khu đô thị lớn, chất lượng nước sơng phân tích đánh giá trên, hầu hết vượt qúa khả tự làm hay nói cách khác vượt ngưỡng chịu tải Nguyên nhân gây ô nhiễm phân tích thống kê nước thải sinh hoạt, cơng nghiệp, làng nghề, chăn ni…trong nước thải sinh hoạt chiếm tới 36% tổng lượng nước thải đổ vào sông Cầu, phân bố chủ yếu khu đô thị lớn nguồn nhiễm làm cho chất lượng nước sông Cầu ngày xấu Để giảm tải lượng chất gây ô nhiễm BOD, COD thải sông Cầu từ nước thải sinh hoạt vùng dân cư đông đúc, tương lai đòi hỏi phải xử lý nước thải sinh hoạt cho khu đô thị khu dân cư tập trung Qua bảng kết tính tốn tải lượng thải vào sơng Cầu theo đoạn để trì cải thiện chất lượng nước sông Cầu đề xuất sau: a Đoạn từ đầu nguồn giáp với tỉnh Bắc Cạn đến đập Thác Huống: Đoạn sơng phía thượng nguồn tương đối sạch, phía hạ nguồn đoạn bị ô nhiễm đoạn sông chảy qua thành phố Thái Nguyên cần kiểm soát nguồn thải sinh hoạt, nguồn thải sở sản xuất nhỏ Kiểm soát nguồn thải để tải lượng BOD5 đoạn sông sau: + Đoạn 1: Từ Văn Lăng đến sông Đu