Chất lượng nước hồ tây sử dụng mô hình efdc đánh giá chất lượng nước và đề xuất một số giải pháp quản lý

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐAI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG - LÊ QUANG ĐẠO CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ TÂY, SỬ DỤNG MƠ HÌNH EFDCĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Hà Nội- 2008 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG LÊ QUANG ĐẠO CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ TÂY, SỬ DỤNG MƠ HÌNH EFDCĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH: MÔI TRƯỜNG TRONG PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG (Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MƠI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS: NGUYỄN VĂN HOÀNG Hà nội - 2008 MỤC LỤC Trang Mở đầu Chương Tổng quan hồ Tây 1.1 Vị trí địa lý 1.2 Điều kiện tự nhiên 1.2.1 Diện tích tự nhiên 1.2.2 Điều kiện khí hậu thuỷ văn đặc điểm địa chất, địa chất thuỷ văn 1.2.3 Đặc điểm hệ sinh thái 1.3 Tình hình dân cư kinh tế - xã hội khu vực 1.3.1 Dân số khu vực 1.3.2 Cơ sở hạ tầng 10 1.3.3 Điều kiện kinh tế xu hướng phát triển khu vực hồ Tây 12 1.4 Nhu cầu sử dụng nước tương lai 14 Chương Hiện trạng chất lượng nước hồ Tây 16 2.1 Hiện trạng môi trường khu vực hồ Tây 17 2.2 Hiện trạng chất lượng nước hồ Tây 17 2.3 Một số tiêu chuẩn chất lượng nước 24 2.4 Các tác động đối môi trường xung quanh hồ Tây 33 2.5 Các nghiên cứu liên quan hồ Tây, thực trạng môi trường hồ Tây 34 Chương Sử dụng mơ hình EFDC đánh giá chất lượng nước 39 3.1 Phương pháp nghiên cứu 39 3.2 Tổng quan phần mềm EFDC 39 3.2.1 Cấu trúc mơ hình EFDC 40 3.2.2 Mơ hình thuỷ động lực học tốn lan truyền nhiệt, mặn 41 3.2.3 Một số đặc điểm, tính phần mềm EFDC 43 3.3 Xây dựng mơ hình chất lượng nước Hồ Tây-Hà Nội 45 3.3.1 Số liệu địa hình 45 3.3.2 Số liệu khí tượng 50 3.3.3 Điều kiện ban đầu điều kiện biên 51 Chương Kết quả, nhận xét kết luận 58 4.1 Kết 58 4.2 Nhận xét-kết luận 69 4.2.1 Về hướng quy hoạch hồ Tây tương lai 72 4.2.2 Nhận xét chất lượng nước hồ Tây thơng qua mơ hình 75 4.2.3 Một số kết luận 78 Tài liệu tham khảo 81 Mở Đầu Hà Nội thủ trung tâm văn hố kinh tế xã hội nước Hà Nội biết đến khơng thủ Việt Nam mà cịn tiếng với danh lam thắng cảnh đẹp thơ mộng Nổi bật hồ lớn lịng thành phố, nói số lượng hồ Hà Nội có mật độ lớn, có nhiều hồ rộng đẹp, đẹp rộng hồ Tây Ngoài chức điều hoà khơng khí phổi xanh thành phố hồ Tây cịn nơi tiêu nước úng ngập, nơi nuôi trồng thuỷ sản, tham quan vui chơi giải trí Hồ Tây khu vực có nhiều cảnh quan thiên nhiên tươi đẹp với di tích lịch sử, văn hoá tiếng chùa Trấn Quốc, đền Quán Thánh, phủ Tây Hồ Đây nguồn tài nguyên quý giá việc phát triển kinh tế xã hội, văn hoá du lịch, phận quan trọng cân sinh thái bảo vệ môi trường Thủ đô Hà Nội Với phát triển mạnh mẽ nhu cầu mặt xây dựng, nhu cầu nhà người dân tăng lên nhanh chóng, giai đoạn kinh tế phát triển mạnh giá đất mặt Thủ đô tăng với tốc độ chóng mặt, dẫn đến diện tích mặt đất tự nhiên hồ Hà Nội bị san lấp lấn chiếm nhanh chóng số lượng hồ Hà Nội giảm nhiều Cộng với lượng chất thải đổ xuống hồ lớn làm cho nhiều hồ bị suy thối, gây nhiễm mơi trường ảnh hưởng đến đời sống lồi sinh vật sống hồ Nhiều hồ giá trị mơi trường điều hồ làm dịu mát khí hậu mơi trường thị Mục tiêu đề tài phân tích trạng chất lượng nước hồ Tây qua thời kỳ xem xét ảnh hưởng trình phát triển tác động tới môi trường nào, dự báo xu biến đổi chất lượng nước hồ tương lai Trong phạm vi luận văn, có nhiều dự án cơng trình triển khai nhằm bảo vệ quản lý nâng cao giá trị tự nhiên hồ Tây Nhiều biện pháp đặt quản lý sử dụng hợp lý tài nguyên hồ, thu gom xử lý chất thải, nước thải, kè bờ hồ Những biện pháp có tác dụng tích cực đạt số hiệu định việc ngăn ngừa nhiễm suy thối hồ Đối tượng nghiên cứu luận văn dựa sở tài liệu thu thập quan trắc Hồ Tây lưu vực ven hồ Dựa phương pháp thu thập, tổng hợp xử lý số liệu quan trắc chất lượng nước hồ Tây Các tài liệu nghiên cứu, dự án, phân tích đánh giá, qua tham khảo, quan sát thực địa, quan trắc, đo đạc phạm vi khu vực nghiên cứu Cùng với việc tham khảo ý kiến chuyên gia có kinh nghiệm việc sử dụng mơ hình lan truyền chất ô nhiễm môi trường, để giải tốn dự báo chất lượng nước hồ Tây thơng qua chạy mơ hình Ý nghĩa đề tài tổng hợp số liệu có hồ Tây, dự báo với diện tích tự nhiên hồ, điều kiện khí hậu thuỷ văn, lượng nước vào hồ, lượng nước thải xả vào hồ diễn biến hồ biến đổi theo xu Giúp cho nhà quản lý, người dân hiểu hồ Tây kịch diễn ra, từ có quan tâm sâu sắc hồ Tây Mong muốn luận văn thông qua việc sử dụng mơ hình đánh giá dự báo chất lượng nước hồ Tây bước đầu góp phần vào việc phát triển hồ Tây cách bền vững ngày đẹp Từ nghiên cứu quản lý đánh giá dự báo biến đổi hệ thống hồ tồn thành phố Hà Nội để có thủ đô Hà Nội văn minh đại đẹp Với tính thiết thực nên tơi chọn luận văn với nội dung “Chất lượng nước hồ Tây, sử dụng mơ hình EFDC đánh giá chất lượng nước đề xuất số giải pháp quản lý” Nội dung luận văn gồm có: CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỒ TÂY 1.1 Vị trí địa lý Vị trí địa lý Hồ Tây 21004 N, 105050E; Độ cao so với mặt nước biển 6m Theo số nghiên cứu hồ Tây hình thành phát triển qua giai đoạn hình thành (cách 3000 -2500 năm), phát triển (cách 2000-1000năm) thoái hoá (gần đây) Vùng lưu vực hồ Tây địa phân quận Tây Hồ có tổng diện tích 1800ha, với phường: Yên Phụ, Thụy Khuê, Bưởi, Xuân La, Phú Thượng, Tứ Liên, Nhật Tân, Quảng An Hình dạng hồ Tây: Hồ có dạng hình cua, đầu chĩa cống Nhật Tân cửa vào cũ sông Nhị, đầu chĩa phía Nghi Tàm –Yên Phụ cửa cũ sông Nhị 1.2 Điều kiện tự nhiên 1.2.1 Diện tích tự nhiên Đã có nhiều số liệu diện tích vùng hồ, nhiên trình phát triển kinh tế - xã hội, hồ bị lấn chiếm với mục đích khác làm cho diện tích hồ bị thay đổi nhiều theo thời gian, bị giảm nhanh chóng Theo số liệu dự án đo năm 1997 văn phịng kiến trúc sư trưởng thành phố diện tích hồ 5.216.267m2, chu vi 18.967m, chỗ rộng 3.274m 1.2.2 Điều kiện khí hậu thuỷ văn đặc điểm địa chất thuỷ văn * Khí hậu, thuỷ văn Hồ Tây nằm khu vực Đồng Bắc Bộ nên năm có mùa, phân thành hai mùa rõ rệt mùa mưa mùa khơ Nhìn chung nhiệt độ khơng khí khu vực ven hồ thấp khu vực khác thành phố Độ ẩm khơng khí trung bình tháng dao động từ 80-89% biến động theo mùa Lượng mưa biến động mạnh theo không gian thời gian Do ảnh hưởng hồ nên chế độ mưa khu vực Hồ Tây khác với khu vực khác, thường hay có mưa với cường độ lớn hơn: Mùa khô (tháng 10) lượng mưa trung bình đạt 0.7mm/trận Mùa mưa (tháng 8) lượng mưa trung bình đạt 15.6mm/trận Tốc độ gió hướng gió khu vực thay đổi phụ thuộc vào vị trí quan trắc Hướng gió thịnh hành hồ mùa đông Bắc Đông Bắc, mùa hè Đông Đông Nam Tốc độ gió hồ dao động từ 1.7-7m/s đạt giá trị cực đại 7.3-12m/s (mạnh khu vực lân cận từ 2.1-4.8m/s) Hồ có dung tích 9triệu m3 nước Độ sâu hồ theo số liệu cũ chỗ sâu 4m; theo số liệu điều tra tháng 9/1997 công ty đầu tư khai thác Hồ Tây thì: Cách bờ từ 1-2m nơng 0.6-0.7m; sâu 1.5-1.7m Cách bờ từ 15-20m nông 1.2-1.3m sâu 2.0-2.4m Cách bờ 100m từ 2.4-2.8m 1.2.3 Đặc điểm hệ sinh thái Theo kết điều tra khoa Sinh học-Trường Đại học Khoa học Tự nhiên khu vực Hồ Tây đa dạng sinh học tài nguyên sinh vật: Thực vật gồm 214 loài xanh bóng mát, hoa cảnh thuộc 97 chi 50 họ nằm ngành thực vật, có dạng: Cây gỗ: 129 lồi Cây bụi: 62 loài Cây thảo: 52 loài Cây leo: 15 loài Động vật có nhiều loại động vật Động vật mùa mưa trung bình có 19 lồi mùa khơ có 25 Động vật đáy; vào mùa mưa có 11 lồi (bao gồm lồi ốc, lồi trai, lồi ấu trùng, lồi giun tơ) Vào mùa khơ số lồi động vật đáy có cao (16lồi), mật độ trung bình đạt 482con/m2 giảm 44 con/m2 so với mùa khơ 1.3 Tình hình dân cƣ kinh tế - xã hội khu vực 1.3.1 Dân số khu vực Dân số hồ Tây năm trước không cao, ngày với phát triển kinh tế khu vực, đặc thù Hồ Tây vùng có mơi trường cảnh quan mơi trường tốt, thuận lợi cho việc sinh sống phát triển hoạt động kinh tế du lịch dẫn đến bùng nổ dân số Dân số phân bố khơng đều, tập trung đơng dân phía Nam Đông Nam hồ Tây, gồm phường Quán Thánh, Trúc Bạch, Bưởi, Yên Phụ lại phía bắc tập trung dân cư với mật độ thưa thớt Dân số không tăng nhiều khu vực này, ngoại trừ tăng dân số đáng kể khu vực phía Tây – Khu vực phát triển Hà Nội Cùng với gia tăng dân số khu vực kéo theo nhiều dịch vụ phục vụ nhu cầu vui chơi giải trí, nên tương lai nói khu vực có khả tập trung dân cư với mật độ cao 1.3.2 Cơ sở hạ tầng Cơ sở hạ tầng khu vực giai đoạn xây dựng hồn thiện, nhiều hạng mục thi cơng dang dở Hệ thống đường xá chưa hoàn thiện đồng số tuyến đường Lạc Long Quân xuống cấp thi công gây bụi, tiếng ồn, ách tắc giao thông gây ô nhiễm mơi trường nghiêm trọng Về hệ thống điện nước nói chung khu vực cung cấp chưa đồng chưa đáp ứng đủ nhu cầu người dân 1.3.3 Điều kiện kinh tế xu hƣớng phát triển khu vực hồ Tây Theo quy hoạch tổng thể Hà Nội đến năm 2010 nhà nước phê duyệt tháng năm 1992, xác định chức khu vực hồ Tây trung tâm du lịch, văn hoá, nghỉ ngơi, vui chơi, giải trí, thể dục thể thao phần nối tiếp trung tâm Hà Nội với trung tâm giao dịch quốc tế thương mại khu vực hồ Tây - Về dân số đất đai Dân số không tăng nhiều khu vực này, ngoại trừ tăng dân số đáng kể khu vực phía tây – khu vực phát triển Hà Nội Về nhu cầu sử dụng đất: + Diện tích đất sàn cần đạt 200.000 + Diện tích đất khách sạn: 30 + Diện tích đất xây dựng văn phịng, trụ sở giao dịch, trung tâm thương mại dịch vụ tập trung: 20 – 25ha - Về nhà cơng trình phát triển Nhà bị giới hạn, cho phép xây dựng số khu đất trống dọc theo bờ hồ phía Nam dành xây hộ phải lùi vào so với hồ Các làng phải bảo tồn, cho phép nâng cấp thiết bị nhà thời theo phong cách xây dựng kết cấu truyền thống Không cho phép khai phá san lấp hồ để xây dựng cơng trình 1.4 Nhu cầu sử dụng nƣớc tƣơng lai Do phát triển nhanh Hà Nội nói chung khu vực hồ Tây nói riêng nên dân số khu vực tăng lên cách nhanh chóng, nói so với năm 1980-1990 với hơ Tây bùng nổ dân số Chủ yếu dân di cư tới phát triển hệ thống khách sạn nhà hàng khu nhà cao cấp Cùng với gia tăng dân số gia tăng nhu cầu sử dụng nước, hạ tầng sở nguồn nước cấp cho khu vực chưa đáp ứng nhu cầu người dân, tỉ lệ lớn người dân chưa có nước để sử dụng Và để giảm giá thành sử dụng nước số nhà hàng khách sạn lớn quanh khu vực hồ khai thác nguồn nước ngầm xung quanh hồ vượt so với đăng ký phép Dễ dẫn tới xụt lún sạt lở ven bờ gây ảnh hưởng tới nước hồ Ngoài nhu cầu nước phục vụ hoạt động khác tương lai theo quy hoạch Thành phố vui chơi, giải trí nhu cầu sử dụng nước tăng lên nhanh chóng cần có sở hạ tầng đặc biệt hệ thống nước cần hoàn thiện Mạng lưới nước thải chưa hồn thiện Qua kiểm tra xác định thấy hầu hết khách sạn, nhà hàng số lượng lớn nhà dân xung quanh hồ thải nước thải trực tiếp xuống hồ không qua xử lý, cộng với tốc độ tăng dân số nhanh làm lượng nước thải xuống ngày tăng lên Đây nguồn gây nhiễm lớn ảnh hưởng tới chất lượng nước hồ Hoạt động kinh tế: khơng có sở cơng nghiệp khu vực nhạy cảm môi trường Các nghề thủ công làng truyền thống trì Theo dự báo nhu cầu nước khu vực hồ Tây tăng lên 50% vào năm 2020 Nguồn nước cấp cho khu vực hồ Tây thiếu cần phải có quy hoạch tránh tình trạng khai thác nước ngầm quanh hồ xả nước thải xuống hồ Làm ảnh hưởng tới hồ Tây gây suy thối mơi trường CHƢƠNG HIỆN TRẠNG CHẤT LƢỢNG NƢỚC HỒ TÂY 2.1 Hiện trạng môi trƣờng khu vực hồ Tây Với tốc độ thị hố sức ép gia tăng dân số khu vực quanh hồ Tây, cộng với tính đan xen phức tạp thành phần quần cư mật độ đầu tư kè bờ bao quanh hồ hạn chế dẫn đến tình trạng lấn chiếm lịng hồ gia tăng Hiện Thành phố đầu tư nhiều cho công tác kè hồ diện tích bờ hồ kè gần hồn thiện dự tính đến hết năm 20010 kè xong toàn ven bờ hồ Tây Đây vấn đề cần quan tâm tất cấp ngành đặc biệt ý thức dân dân sống ven hồ, diện tích mặt nước hồ bị thu hẹp kéo theo nhiều vấn đề môi trường giảm khả tự làm nước hồ, gia tăng ô nhiễm, thu hẹp môi trường sống thuỷ sinh vật Tình hình nhiễm mơi trường xây dựng có chiều hướng gia tăng Đây vấn đề môi trường mỹ quan cần quan tâm giải nhằm giữ gìn nét đẹp Hồ Tây Hệ thống thoát nước xử lý nước thải, qua điều tra khảo sát cho thấy: Hầu toàn nước thải qua hệ thống cống đổ xuống hồ chưa xử lý Đây nguồn nhiễm mơi trường nước hồ Hệ thống nước khu vực quanh hồ yếu kém, cống có đường kính nhỏ, khơng chuyền tải kịp thời đặc biệt vào mùa mưa lũ dẫn đến tình trạng ngập úng ô nhiễm môi trường nhiều điểm quanh hồ Hoạt động đổ thải thu gom chất thải rắn Hiện chất thải rắn đổ thải xuống Hồ Tây tập trung nhiều khu vực đông dân, nơi có nhiều quán ăn, nhà hàng, khách sạn Vấn đề ô nhiễm chất thải khu vực Hồ Tây làm mỹ quan Hồ Tây mà cịn gây nhiễm mơi trường, lây lan bệnh tật khu vực dân cư ven hồ 2.2 Hiện trạng chất lƣợng nƣớc hồ Tây Qua thống kê kết nghiên cứu trước cho thấy trạng chất lượng nước hồ Tây tương đối tốt So với tiêu chuẩn đa số mẫu nước đạt tiêu chuẩn Nhiệt độ nước hồ Tây, hồ có độ sâu trung bình nên chênh lệch nhiệt độ theo chiều sâu lịng hồ khơng đáng kể Đây yếu tố thuận lợi để cung cấp oxy cho trình phân huỷ chất hữu thơng qua đường hiếu khí Độ đục nước Hồ Tây nhỏ hàm lượng rắn lơ lửng thấp Giá trị pH: kết khảo sát cho thấy pH có tính kiềm nhẹ 8,5-8,9 Hàm lượng NO3- nước Hồ Tây dao động khoảng từ 0.08-3.7mg/l Hàm lượng NH3 dao động khoảng 0.032-0.64mg/l, cao khu vực cống thải Tàu Bay Cây Si Hàm lượng PO43- nước hồ dao động khoảng từ 0.04-0.13mg/l, lượng cao mẫu T38, T39 Nhu cầu oxy hoá (BOD) dao động từ 5.7-17.1mg/l trung bình khoảng 14mg/l Nhu cầu oxy hố học (COD) dao động từ 41.1-85.4mg/l cao mẫu T41- cống Cây Si ( 84.6mg/l) Hàm lượng số kim loại nặng nước hồ Tây tương đối thấp hầu hết đạt tiêu chuẩn cho phép Hàm lượng Hg thấp, dao động từ 0.0002-0.0004mg/l Tương tự Pb Mn thấp giới hạn tối đa cho phép hàng chục lần Nước thải sinh hoạt đô thị Khu vực Hồ Tây rộng 843ha giới hạn đê Nghi Tàm - Nhật Tân Đường Lạc Long Quân, đường Hoàng Hoa Thám, đường Thanh Niên, dân số khu vực khoảng 60 nghìn người Hiện Hồ Tây nguồn tiếp nhận nước thải khu dân cư, khách sạn, cơng trình ven hồ Nước thải sinh hoạt đô thị thải vào hồ mang theo nhiều chất ô nhiễm chất hữu chất dinh dưỡng (đối với vi sinh vật) kim loại nặng, chất rắn lơ lửng nhiều tạp chất ô nhiễm khác làm ô nhiễm nước hồ 2.3 Một số tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc Đánh giá chất lượng nước cần phải đánh giá chất lượng nguồn nước mục đích sử dụng Đây yếu tố định đến chất lượng nước Chất lượng nước hồ Tây theo đánh giá gần đa số tiêu đáp ứng tiêu chuẩn B (TCVN 5942/1995), khơng có bảo vệ, ngăn chặn nguồn thải đổ xuống hồ vài năm tới, nước hồ Tây bị ô nhiễm nghiêm trọng Theo đánh giá nước hồ Tây đa số bị ô nhiễm chất ô nhiễm hữu cơ, loại dễ phân huỷ Chưa thấy phát bị nhiễm kim loại nặng nhiễm hố chất phân bón, thuốc bảo vệ thực vật Theo tiêu chuẩn chất lượng nước để bảo vệ đời sống thuỷ sinh TCVN 6774:2000: Phạm vi áp dụng: Tiêu chuẩn áp dụng để làm hướng dẫn đánh giá chất lượng nguồn nước mặt phù hợp an toàn với đời sống thuỷ sinh Tiêu chuẩn áp dụng làm để lập yêu cầu quản lý chất lượng nguồn nước nhằm mục đích bảo vệ đời sống thuỷ sinh 2.4 Các tác động đối môi trƣờng xung quanh hồ Tây Khu vực ven Hồ Tây bị lấn chiếm san lấp nhanh giai đoạn từ năm 1990-1998 diện tích hồ bị thu hẹp cách nhanh chóng cần phải quản lý xử lý kè bờ toàn diện tích hồ, phải đạt mức độ phù hợp cao khai thác sử dụng đất đai sở sinh thái bảo vệ vùng hồ Việc đổ chất thải vào khu vực quanh hồ khả chịu tải môi trường, khai thác tài nguyên hồ q mức Sự thị hố nhanh chóng làm thay đổi cấu trúc truyền thống lâu đời vùng hồ, di tích lịch sử, văn hoá xã hội, làng nghề vùng trồng hoa trồng cảnh ngày bị thu hẹp, mai hiệu lợi nhuận kinh tế 2.5 Các nghiên cứu liên quan hồ Tây, thực trạng môi trƣờng hồ Tây Về mặt khoa học, hồ Tây có ý nghĩa lớn việc cung cấp nước chứa nước cho lớp nước đất khu vực Vì vậy, việc đảm bảo khai thác sử dụng nguồn nước có ý nghĩa quan trọng Hiện nay, có nhiều nghiên cứu có giá trị hồ Tây, bao gồm nhiều phương pháp nghiên cứu khác để đánh giá mức độ ô nhiễm dự báo chất lượng nước hồ Các nghiên cứu liên quan Hồ Tây: CHƢƠNG 3: SỬ DỤNG MƠ HÌNH EFDC ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC 3.1 Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp kế thừa: Kế thừa nghiên cứu bản, số liệu quan trắc chất lượng nước hồ Tây - Phương pháp thu thập, phân tích thống kê số liệu: Được sử dụng công việc thu thập, tổng hợp xử lý số liệu quan trắc chất lượng nước hồ Tây - Phương pháp điều tra khảo sát: Được sử dụng trình khảo sát, quan trắc, đo đạc phạm vi khu vực nghiên cứu - Phương pháp mô hình số: Sử dụng phần mềm EFDC để xây dựng mơ hình số mơ chất lượng nước hồ Tây - Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến chuyên gia có kinh nghiệm việc sử dụng mơ hình lan truyền chất nhiễm mơi trường nước - Chạy mơ hình kết thử nghiệm cho mốc thời gian ngắn từ rút thiếu sót để bổ xung hồn thiện 3.2 Tổng quan phần mềm EFDC EFDC phần mềm mô hình nước mặt tổng hợp có khả tính tốn, dự báo mơ q trình dịng chảy, lan truyền có tính đến q trình sinh - địa – hố sơng, hồ, hồ chứa, vùng cửa sơng, vùng đất ngập mặn Mơ hình EFDC lần xây dựng Viện Khoa học biển Virginia với mục đích nhằm ứng dụng vào vùng cửa sông ven biển đới bờ Cho đến nay, mơ hình EFDC kiểm nghiệm, ứng dụng rộng rãi Hiện nay, mơ hình sử dụng nhiều quan, tổ chức Thế giới Viện nghiên cứu, quan nhà nước (Cục môi trường Mỹ ), trường đại học hãng cố vẫn, tư vấn lĩnh vực mơ hình hố mơi trường, 3.2.1 Cấu trúc mơ hình EFDC Mục đích đề tài sử dụng mơ hình số EFDC mơ q trình lan truyền chất nhiễm nước nhằm dự báo chất lượng nước hồ Tây tương lai để có biện pháp đắn giảm thiểu ô nhiễm nước hồ, bảo vệ mơi trường tự nhiên hồ Mơ hình EFDC gồm modul chính: (1) Mơ hình thuỷ động học, (2) Mơ hình chất lượng nước, (3) Mơ hình vận chuyển trầm tích, (4) Mơ hình lan truyền, phân huỷ chất độc môi trường nước mặt 3.2.2 Mơ hình thuỷ động lực học tốn lan truyền nhiệt, mặn Mơ hình EFDC giải phương trình thuỷ tĩnh theo chiều đứng, mặt nước thẳng, chảy rối trung bình khơng gian ba chiều dịng chảy có tỷ trọng thay đổi Nó giải phương trình kép lan truyền vật chất trường hợp truyền nhiệt động rối, rối theo chiều dọc, lan truyền mặn truyền nhiệt EFDC sử dụng hệ toạ độ Đề cát cong trực giao 3.2.3 Một số đặc điểm, tính phần mềm EFDC Giao diện sử dụng: Giao diện phần mềm mơ hình hố EFDC dựa tệp văn mẫu Giao diện đảm bảo tính khả chuyển phần máy tính cho phép người sử dụng mơ hình dễ dàng chỉnh sửa tệp số liệu đầu vào Giao diện cho phép chỉnh sửa tệp số liệu mơ hình hệ thống máy tính xa mơi trường mạng khơng 3.3 Xây dựng mơ hình chất lƣợng nƣớc Hồ Tây-Hà Nội 3.3.1 Số liệu địa hình 3.3.2 Số liệu khí tƣợng 3.3.3 Điều kiện ban đầu điều kiện biên Điều kiện ban đầu: Thời điểm ban đầu ngày 1/1/2004 vào mùa khô lấy mực nước ban đầu có cốt cao 5.593m Theo tài liệu tổng hợp, nước sông tự nhiên số thơng số chất lượng nước tính theo quan hệ nêu qua bảng luận văn Chất lượng nước hồ Tây mơ hình vào thời điểm ban đầu lấy tính tốn theo số liệu quan trắc trạng nêu qua bảng luận văn CHƢƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 4.1 Kết Mơ hình thủy lực chất lượng nước hồ Tây chạy cho thời gian năm (theo số liệu thống kê năm 2004) với bước chạy giây Cốt cao mực nước hồ dao động từ 5,55m (trong khoảng thời gian mùa khô) đến 6,4m (vào khoảng tháng 9) Hướng dòng chảy hồ chủ yếu chảy theo hướng Tây -Bắc có dịng chảy xốy quẩn hồ thể qua mơ hình Tuổi nước hồ, lấy nước mưa nước thải vào hồ có tuổi tuổi nước hồ tương đối cao thể mức độ nước hồ Tây thay nước mưa nước thải tương đối chậm Theo TCVN 5942-1995 khơng quy định nồng độ oxy hồ tan, theo TCVN 6774:2000 tiêu chuẩn nguồn nước dùng để ni trồng thuỷ sản quy định DO phải >5 thực tế chạy mơ hình sau năm đa số điểm cao đạt 5mg/l Quá trình chạy mơ hình cho thấy thời điểm nồng độ oxy hoà tan nước xuống thấp khoảng từ tháng đến tháng năm sau nồng độ oxy hoà tan số điểm xuống khoảng 1-5mg/l, khoảng thời gian mùa khơ Tại điểm ven bờ nồng độ oxy nước thấp so với xa bờ, gần điểm xả nước thải nồng độ oxy hồ tan xuống thấp có nơi đạt khoảng Nồng độ COD ban đầu tương đối cao (41mg/l) sau khoảng tuần giảm đáng kể, nhìn chung tồn hồ nồng độ COD nằm khoảng 5-40mg/l so với TCVN đạt tiêu chuẩn Và chạy mơ hình sau năm cho thấy phần có nồng độ COD lớn 30mg/l diện nhỏ xung quanh điểm thải nước thải vào hồ Tảo xanh (green algae) phát triển vào mùa hè, khu vực nước thải chảy qua tảo phát triển hơn, phát triển nhiều vào mùa hè vào mùa đơng 4.2 Nhận xét-kết luận 4.2.1 Về hƣớng quy hoạch hồ Tây tƣơng lai Khu vực hồ Tây bị xâm lấn sử dụng trái phép qua dự báo xu hướng chất lượng nước môi trường quanh hồ Tây có số đề xuất cho khu vực hồ Tây góp phần việc quản lý khai thác sử nguồn tài nguyên hồ cách hợp lý bền vững Quy hoạch không gian bảo vệ phát triển môi trường khu vực Hồ Tây phải đạt mức độ phù hợp cao khai thác sử dụng đất đai sở sinh thái bảo vệ vùng hồ Quy hoạch đảm bảo đáp ứng phát triển, không mâu thuẫn với dự kiến phát triển không cản trở lẫn nhau, tác động tới hệ sinh thái, môi trường người chấp nhận Cần có biện pháp tổ chức thực Luật Bảo vệ môi trường, đặc biệt cần có quy định cụ thể riêng cho khu vực Hồ Tây để bảo vệ mặt nước vùng bờ hồ Thực nghiêm chỉnh kế hoạch kè hồ, quy hoạch chi tiết khu vực Hồ Tây để quản lý tốt quy hoạch xây dựng Tơn tạo gìn giữ di tích lịch sử, văn hoá truyền thống khu vực để Hồ Tây trở thành điểm du lịch văn hoá Nghiêm cấm lấn chiếm lòng hồ Xây dựng hệ thống đê kè, trồng xanh xung quanh hồ Hoàn thiện hệ thống thoát nước, xử lý triệt để nước thải hồ trước đổ vào hồ, đảm bảo tiêu chuẩn môi trường Việt Nam Tiếp tục nuôi cá thuỷ hải sản cách hợp lý nhằm làm nước hồ Định kỳ nạo vét lòng hồ, ưu tiên khu vực ven hồ khu vực gần dân cư Đặc biệt khu vực cống thoát nước thải, khu vực gần đường Thanh Niên, công viên Lý Tự Trọng Cần tiếp tục nghiên cứu nhằm hoàn thiện quy hoạch môi trường khu vực Hồ Tây nhằm bảo vệ tốt nguồn nước hồ Tây 4.2.2 Nhận xét chất lƣợng nƣớc hồ Tây thông qua mơ hình So sánh tiêu chuẩn chất lượng nước TCVN 5942-1995 so sánh với kết mơ hình thấy nhìn chung nước Hồ Tây thỏa mãn yêu cầu chất lượng nước nguồn dùng cấp nước sinh hoạt (nhưng phải qua xử lý) Hàm lượng Amoniac Nitrate Về DO, nhìn chung nồng độ chất thoả mãn so với TCVN 5942-1995 điều thể nước hồ Tây qua phân tích mẫu đến ngày đạt tiêu chuẩn cho phép Nếu so sánh nồng độ chất với tiêu chuẩn quản lý chất lượng nguồn nước nhằm mục đích bảo vệ đời sống thuỷ sinh TCVN 6774:2000 Thì thấy hầu hết hàm lượng Amoniac, Nitrate vượt tiêu chuẩn cho phép Do đặc thù hồ Tây hồ nuôi cá nên cần so sánh đánh giá theo tiêu chuẩn chất lượng nước phục vụ cho việc nuôi trồng thuỷ sản Nồng độ COD lớn 10mg/l diện tích nhỏ cục xung quanh điểm thải nước thải vào hồ Về hàm lượng tổng phốt phat, TCVN 5942 - 1995 không quy định, theo tiêu chuẩn Châu Âu (Frederick W Pontius (technical editor), 1990) cao gấp khoảng 2,5 lần ngưỡng đề xuất (là 0,031mg/l) thấp nhiều ngưỡng cực đại cho phép (là 3,875mg/l) Về hàm lượng COD, theo kết lấy mẫu phân tích nồng độ COD đạt tới giá trị 40mg/l, nhiên với giá trị điều kiện ban đầu COD sau khoảng tuần nồng độ COD nước giảm xuống nhiều Mơ hình thủy lực-chất lượng nước hồ Tây phần mềm EFDC xây dựng tỷ mỷ sẵn sàng chạy cho trường hợp với thay đổi lưu lượng nước thải chất lượng nước thải theo thời gian theo không gian phục vụ đắc lực cho việc đánh giá chất lượng nước hồ Tây với kịch khác nhau, đặc biệt đánh giá hiệu phương án xử lý nước thải trước xả vào hồ Tây khác nhằm đạt mục đích chất lượng nước theo nhu cầu sử dụng khác Mô hình chạy với thơng số khí tượng năm 2004 theo giá trị trung bình tháng Chính kết mơ hình có tính chất trung bình theo thời gian tháng Trong bước thời gian chạy mơ hình giây, ảnh hưởng yếu tố khí tượng, đặc biệt gió xạ mặt trời lại có tác động khoảng thời gian ngắn Gió nhiệt độ có tác động lớn đến độ ơxy hồ tan (và độ ơxy hồ tan ảnh hưởng đến hàng loạt yếu tố chất lượng khác COD, tảo xanh) Vì mơ hình với yếu tố khí tượng theo bước thời gian ngắn (từng chẳng hạn) cho tranh chất lượng nước hồ Tây chi tiết Với số liệu có thủy lực (địa hình lịng hồ mực nước hồ theo thời gian) chất lượng nước hồ theo thời gian không cho phép tiến hành chỉnh lý mơ hình thủy lực chất lượng nước Kết mơ hình xem kết có tính chất trung bình theo khoảng thời gian dài phục vụ quản lý chất lượng nước hồ Tây cho thời gian trung hạn Bên cạnh kết đạt được, đề tài vấn đề tồn hạn chế việc dự báo phân tích chưa sát với thực tế kết diễn biến chất lượng nước dự báo cho năm khoảng thời gian chưa phải dài Những hạn chế khắc phục có đầy đủ số số liệu quan trắc chất lượng nước mức độ ô nhiễm nước thải cống thải, số liệu chưa xác Đồng thời có thời gian nghiên cứu lớn cộng với đầu tư kinh tế thích hợp có kết tốt Việc chạy mơ hình dự báo kết chất lượng nước hồ Tây sơng hồ nói chung thực tế cho kết tốt xác Nó dự báo giúp cho trải qua thời gian thực tế lâu dài, phải trả giá tác động nhiễm suy thối nguồn nước xảy tương lai Nó dự báo gần xu hướng biến đổi chất lượng nước theo phương án giả định khác Ngoài việc chạy mơ hình cho nắm chất lượng nước điểm hồ mà không cần thiết phải đo trực tiếp điểm đó, hồ có diện tích rộng hồ Tây Kết nghiên cứu xem xét đưa vào áp dụng thực tế liệu đầu vào phân tích xác tỉ mỉ đầy đủ hơn, số liệu nguồn nước thải vào hồ cho kết dự báo tương lại hồ Tây Cách dự báo chất lượng nước thông qua mơ hình có hiệu cao, xác, với chi phí kinh tế hợp lý Nó cho phép nhà quản lý biết xu diễn biến mơi trường nguồn nước xảy ra, từ có biện pháp quản lý nguồn tài nguyên hồ thích hợp đảm bảo phát triển bền vững cho mơi trường cho tương lai 4.2.3 Một số kết luận Hồ Tây có vị trí quan trọng đời sống văn hố, truyền thống lịch sử thủ Hà Nội Bảo vệ môi trường Hồ Tây công việc cần thiết cấp bách, cần quan tâm đầy đủ, thoả đáng ngành, cấp nhân dân thủ Đô Nếu ta quan tâm đến giá trị thu hôm mà không tính đến hậu nhiễm mai sau giá phải trả cho việc phải xử lý phục hồi lại trạng thái chất lượng môi trường cao Việc sử dụng mơ hình dự báo dựa số liệu phân tích đầu vào đầu tư nghiên cứu sâu hơn, với số liệu phân tích hồ đầy đủ cập nhật tốt bước chạy thời gian năm mà lớn năm năm mười năm lâu nữa, giúp cho thấy kịch tương lai hồ Tây tránh giá phải trả cho ô nhiễm Trong năm vừa qua với tốc độ phát triển kinh tế, xã hội cao Hà Nội Hồ Tây bị ô nhiễm nhiều Việc ngăn chặn gia tăng ô nhiễm xử lý ô nhiễm nước hồ nhiều quan nghiên cứu điều tra, khảo sát đưa nhiều phương án khác Quan phân tích đánh giá thơng qua việc sử dụng mơ hình cho thấy chất lượng nước hồ Tây chưa đến mức báo động dự báo với tình hình xâm phạm lưu vực hồ tình trạng khai thác hồ khơng hợp lý ảnh hưởng lớn đến tương lai hồ Vì cần có giải pháp quản lý mơi trường Để góp phần Bảo vệ Mơi trường Hà Nội nói chung Hồ Tây nói riêng, luận văn sử dụng mơ hình EFDC đánh giá chất lượng nước, trình lành nước hồ, để nghiên cứu chất lượng nước hồ Tây Trên sở đó, luận văn hồn thành mục tiêu đặt là: - Thống kê tập hợp số liệu phân tích hồ Tây - Mơ trường dòng chảy hồ Tây dựa yếu tố thuỷ lực thuỷ văn, xác định diện tích độ sâu điểm hồ - Mô chất lượng nước hồ thơng qua q trình làm dựa kết quan trắc chất lượng nước thuỷ văn thực nhiều quan khác - Đưa kết chạy mơ hình dự báo chất lượng nước hồ Tây sau năm chạy mơ hình Bên cạnh kết đạt được, đề tài vấn đề tồn hạn chế Mặc dù tác giả nghiên cứu chưa mô chất lượng nước hồ qua q trình lan truyền nhiễm từ cống thải Các kết tính tốn cịn hạn chế, lý thiếu số liệu quan trắc chất lượng nước mức độ ô nhiễm nước thải cống thải chưa thống kê hết, số liệu chưa xác, chưa đầy đủ Ngồi áp dụng mơ hình vào thực tế cịn có yếu tố khác gây ảnh hưởng q trình ni trồng thuỷ sản hoạt động văn hoá, du lịch nghỉ dưỡng xung quanh hồ chưa đưa vào điều kiện biên phần mềm EFDC trình sử lý liệu đầu vào ảnh hưởng phần lớn đến kết việc chay mơ hình Để kết nghiên cứu xem xét đưa vào áp dụng thực tế, cần nghiên cứu đánh giá, phân tích thống kê, cập nhập cách tồn diện số liệu hồ Tây, chạy mơ hình với bước thời gian nhỏ có kiểm nghiệm thực tế sau chạy với bước thời gian lớn nhiều Kết nghiên cứu xem xét đưa vào áp dụng thực tế liệu đầu vào phân tích xác tỉ mỉ đầy đủ hơn, số liệu nguồn nước thải vào hồ cho kết dự báo tương lại hồ Tây Cách dự báo chất lượng nước thông qua mơ hình có hiệu cao, xác, với chi phí kinh tế hợp lý Với phương pháp ta đánh giá chất lượng nước thời đưa dự báo sở khoa học Giúp nhà quản lý biết xu diễn biến môi trường nguồn nước xảy ra, nhằm góp phần đưa giải pháp hữu hiệu quản lý nguồn tài nguyên hồ Đảm bảo phát triển bền vững cho môi trường cho tương lai Tránh trả giá đắt cho suy thoái ô nhiễm môi trường 10 11 ... ? ?Chất lượng nước hồ Tây, sử dụng mơ hình EFDC đánh giá chất lượng nước đề xuất số giải pháp quản lý? ?? Nội dung luận văn gồm có: CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỒ TÂY 1.1 Vị trí địa lý Vị trí địa lý Hồ Tây. .. CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG LÊ QUANG ĐẠO CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ TÂY, SỬ DỤNG MƠ HÌNH EFDC? ?ÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH: MÔI TRƯỜNG TRONG... nước hồ 2.3 Một số tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc Đánh giá chất lượng nước cần phải đánh giá chất lượng nguồn nước mục đích sử dụng Đây yếu tố định đến chất lượng nước Chất lượng nước hồ Tây theo đánh