Đánh giá hiện trạng và đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả quản lí hệ thống quản lí hệ thống cấp nước thành phố bạc liêu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI - - HOÀNG THỊ THẢO NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN ĐÁNH GIÁ Ơ NHIỄM NƯỚC SÔNG NẬM RỐM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI - - HOÀNG THỊ THẢO NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN ĐÁNH GIÁ Ơ NHIỄM NƯỚC SÔNG NẬM RỐM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ BẢO VỆ Chuyên ngành Mã số : Khoa học Môi trường : 60-85-02 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :PGS.TS Nguyễn Văn Thắng ĐƠN VỊ CÔNG TÁC :Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Luận văn “ Nghiên cứu ứng dụng mô hình tốn đánh giá nhiễm nước sơng Nậm Rốm đề xuất giải pháp quản lý bảo vệ ” hoàn thành cố gắng nỗ lực thân tác giả giúp đỡ nhiệt tình Thầy, Cơ, quan, bạn bè gia đình Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Văn Thắng, người giảng dạy tận tình hướng dẫn cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết cho luận văn Xin trân trọng cảm ơn thầy, giáo Phịng đào tạo đại học Sau đại học, khoa Môi trường- Trường Đại học Thuỷ Lợi tận tình giảng dạy giúp đỡ tác giả suốt trình học tập, trình thực luận văn Xin trân trọng cảm ơn Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Điện Biên nhiệt tình giúp đỡ cung cấp thơng tin cần thiết cho luận văn Xin trân trọng cảm ơn đồng nghiệp Cục Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu – Bộ Tài nguyên Mơi trường; Trung tâm Cơng nghệ ứng phó Biến đổi khí hậu tận tình giúp đỡ, cung cấp tài liệu để luận văn xác có tính cấp thiết Đặc biệt, để hoàn thành luận văn, tác giả nhận cổ vũ, động viên khích lệ thường xuyên giúp đỡ nhiều mặt gia đình bạn bè ngồi lớp cao học 20MT Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 25 tháng 08 năm 2014 Tác giả luận văn Hoàng Thị Thảo LỜI CAM ĐOAN Tên tơi là: Hồng Thị Thảo Mã số học viên: 128440301010 Lớp: 20MT Chuyên ngành: Khoa học Mơi trường Khóa học: 2011-2014 Tơi xin cam đoan luận văn tơi thực hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Thắng với đề tài nghiên cứu luận văn “Nghiên cứu ứng dụng mơ hình tốn đánh giá nhiễm nước sơng Nậm Rốm đề xuất giải pháp quản lý bảo vệ ” Đây đề tài nghiên cứu mới, không trùng lặp với đề tài luận văn trước đây, khơng có chép luận văn Nội dung luận văn thể theo quy định, nguồn tài liệu, tư liệu nghiên cứu sử dụng luận văn trích dẫn nguồn Nếu xảy vấn đề với nơi dung luận văn này, tơi xin chịu hồn toàn trách nhiệm theo quy định./ NGƯỜI VIẾT CAM ĐOAN Hoàng Thị Thảo MỤC LỤC MỤC LỤC - MỞ ĐẦU - CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CÁC MƠ HÌNH CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĐỂ NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM NƯỚC TRÊN CÁC THỦY VỰC SÔNG 1.1 1.1.1 1.1.2 1.2 1.2.1 1.2.2 Tình hình ứng dụng mơ hình chất lượng nước để nghiên cứu, đánh giá ô nhiễm nước Trên giới Trong nước - Tình hình nghiên cứu chất lượng nước sông Nậm Rốm - Tình hình chung - Quy hoạch phát triển thành phố Điện Biên Phủ yêu cầu bảo vệ chất lượng nước sông Nậm Rốm -10 CHƯƠNG II: TÌNH HÌNH Ơ NHIỄM NƯỚC SÔNG NẬM RỐM VÀ YÊU CẦU QUẢN LÝ, BẢO VỆ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 15 2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.2.1 2.2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.2 Tìm hiểu tổng quan sơng Nậm Rốm chảy qua thành phố Điện Biên Phủ 15 Điều kiện tự nhiên tỉnh Điện Biên -15 Điều kiện kinh tế - xã hội tỉnh Điện Biên -17 Tình hình nhiễm nước sơng Nậm Rốm -21 Các nguồn ô nhiễm -23 Đánh giá trạng ô nhiễm nước hệ thống sông 30 Đánh giá thể chế sách tổ chức quản lý chất lượng nước 43 Chính sách quản lý, bảo vệ chất lượng nước 43 Tổ chức - quản lý -44 Yêu cầu quản lý, bảo vệ chất lượng nước sông Nậm Rốm 44 CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH CHẤT LƯỢNG NƯỚC NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG NẬM RỐM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, KIỂM SOÁT 46 Giới thiệu lựa chọn sử dụng mơ hình chất lượng nước Qual2K 46 Phân đoạn thủy lực -47 Thành phần mơ hình phương trình cân thành phần chất lượng nước54 Cơ sở phản ứng 56 Số liệu đầu vào mơ hình 60 Kết đầu mơ hình -60 Phương pháp hiệu chỉnh xác định thông số mơ hình 61 Ứng dụng mơ hình chất lượng nước Qual2K đánh giá ô nhiễm nước sông Nậm Rốm 61 3.2.1 Tình hình số liệu thủy văn, thủy lực chất lượng nước sông Nậm Rốm -61 3.2.2 Tính tốn tải lượng BOD nguồn nước thải cho đoạn sông 66 3.2.3 Hiệu chỉnh xác định thơng số mơ hình 75 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.2 3.2.3 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.4 3.4.1 3.4.1 3.4.2 3.4.2 3.4.3 Kiểm định thông số mơ hình phân tích kết 79 Dự báo biến đổi chất lượng nước đến năm 2020 -82 Giới thiệu quy hoạch phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020 -82 Ứng dụng mơ hình Qual2K dự báo chất lượng nước theo số kịch quản lý 84 Nhận xét mơ hình Q2K 95 Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý, bảo vệ chất lượng nước sông Nậm Rốm96 Giới thiệu chung 96 Mục tiêu 97 Định hướng 97 Nghiên cứu giải pháp cơng trình -99 Nghiên cứu giải pháp phi cơng trình 104 KẾT LUẬN - 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO - 110 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Tổng hợp trạng cơng trình thủy lợi tỉnh Điện Biên 20 Bảng 2.2: Đặc trưng hình thái lưu vực sơng Nậm Rốm 22 Bảng 2.3: Quy hoạch phát triển K/CCN tỉnh Điện Biên 27 Bảng 2.4: Nhu cầu nước cho hoạt động chăn nuôi 30 Bảng 2.5: Nhu cầu nước cho thủy sản 30 Bảng 2.6: Vị trí điểm quan trắc chất lượng nước sông Nậm Rốm đoạn chảy qua thành phố Điện Biên Phủ 31 Bảng 2.7: Kết phân tích nước mặt sơng Nậm Rốm đoạn chảy qua thành phố Điện Biên Phủ năm 2012 33 Bảng 2.8: Kết phân tích nước mặt sông Nậm Rốm đoạn chảy qua thành phố Điện Biên Phủ năm 2013 34 Bảng 2.9: Kết phân tích nước mặt sơng Nậm Rốm đoạn chảy qua thành phố Điện Biên Phủ năm 2012 36 Bảng 2.10: Kết phân tích nước mặt sông Nậm Rốm đoạn chảy qua thành phố Điện Biên Phủ năm 2013 37 Bảng 3.1: Giá trị điển hình hệ số mũ phương pháp Rating curves 51 Bảng 3.2: Hệ số nhám Manning cho bề mặt kênh hở (Chow et al 1988) 53 Bảng 3.3: Các biến trạng thái mơ hình Q2K 54 Bảng 3.4: Phân chia đoạn sơng tính tốn 64 Bảng 3.5: Các sông nhánh nhập lưu vào đoạn sơng tính tốn 65 Bảng 3.6: Lưu lượng tính tốn cho đoạn sông phân chia 65 Bảng 3.7: Diện tích dân số năm 2010 lưu vực NLDP sông Nậm Rốm 69 Bảng 3.8: Lượng nước thải sinh hoạt tải lượng BOD có nước thải sinh hoạt lưu vực NLDP đoạn sơng Nậm Rốm tính tốn 69 Bảng 3.9: Tải lượng BOD có nước thải CN lưu vực NLDP 71 Bảng 3.10: Tải lượng BOD có nước thải chăn ni 72 Bảng 3.11: Tải lượng BOD có nước hồi quy từ hoạt động nơng nghiệp .73 Bảng 3.12: Tải lượng BOD có nước thải nông nghiệp 73 Bảng 3.13: Tổng tải lượng BOD áp lực ô nhiễm BOD nước thải SH,CN,CN sản sinh lưu vực NLDP 74 Bảng 3.14: Kết hiệu chỉnh mô hình 78 Bảng 3.15: Bộ thơng số mơ hình xác đinh cho sơng Nậm Rốm thơng qua q trình hiệu chỉnh 78 Bảng 3.16: Kết kiểm định mơ hình 82 Bảng 3.17: Các phương án giả định tương lai 84 Bảng 3.18: Diện tích dân số năm 2020 lưu vực NLDP sông Nậm Rốm 85 Bảng 3.19: Lượng nước thải sinh hoạt tải lượng BOD có nước thải sinh hoạt theo phương án .86 Bảng 3.20: khu công nghiệp nằm lưu vực sông Nậm Rốm 86 Bảng 3.21: Tải lượng BOD có nước thải CN theo phương án 87 Bảng 3.22: Tải lượng BOD có nước thải nơng nghiệp theo phương án .87 Bảng 3.23: Tổng tải lượng BOD áp lực ô nhiễm BOD nước thải SH,CN,CN theo phương án 88 Bảng 3.24: Mô biến đổi chất lượng nước sông theo phương án 88 Bảng 3.25: Lượng nước thải sinh hoạt tải lượng BOD có nước thải sinh hoạt theo phương án .89 Bảng 3.26: Tải lượng BOD có nước thải CN theo phương án 90 Bảng 3.27: Tải lượng BOD có nước thải nơng nghiệp theo phương án .90 Bảng 3.28: Tổng tải lượng BOD áp lực ô nhiễm BOD nước thải SH,CN,CN theo phương án 91 Bảng 3.29: Mô biến đổi chất lượng nước sông theo phương án 91 Bảng 3.30: Lượng nước thải sinh hoạt tải lượng BOD có nước thải sinh hoạt theo phương án .92 Bảng 3.31: Tải lượng BOD có nước thải CN theo phương án 92 Bảng 3.32: Tải lượng BOD có nước thải nơng nghiệp theo phương án .93 Bảng 3.33: Tổng tải lượng BOD áp lực ô nhiễm BOD nước thải SH,CN,CN theo phương án 93 Bảng 3.34: Mô biến đổi chất lượng nước sông theo phương án 95 Bảng 3.35: Các giải pháp khắc phục ô nhiễm nước quản lý bảo vệ chất lượng nước sông Nậm Rốm .98 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Bản đồ hành tình Điện Biên 15 Hình 2.2: Mạng lưới sơng Nậm Rốm 21 Hình 2.3: Sơ đồ vị trí điểm quan trắc chất lượng nước sông Nậm Rốm đoạn chảy qua thành phố Điện Biên Phủ 32 Hình 2.4: Biểu đồ thể biến đổi COD BOD vị trí 40 Hình 3.1: Sơ đồ phân đoạn mơ hình Q2K 47 Hình 3.2: Cân nước đoạn sông 48 Hình 3.3: Đập đỉnh nhọn 50 Hình 3.4: Kênh hình thang 52 Hình 3.5: Cột nước 54 Hình 3.6 : Cân thành phần chất lượng nước 56 Hình 3.7: Đoạn sơng Nậm Rốm tính tốn 63 Hình 3.8: Bản đồ phân chia đoạn sông xác định lưu vực nhập lưu địa phương đoạn sơng tính tốn 68 Hình 3.9: Tổng tải lượng BOD sản sinh lưu vực nhập lưu địa phương đoạn sông Nậm Rốm 74 Hình 3.10: Kết hiệu chỉnh mơ hình cho thơng số DO 76 Hình 3.11: Kết hiệu chỉnh mơ hình cho thơng số BOD 76 Hình 3.12: Kết hiệu chỉnh mơ hình cho thơng số COD .77 Hình 3.13: Kết hiệu chỉnh mơ hình cho thơng số TSS .77 Hình 3.14: Kết kiểm định mơ hình cho thơng số DO 80 Hình 3.15: Kết kiểm định mơ hình cho thơng số BOD 80 Hình 3.16: Kết kiểm định mơ hình cho thơng số COD 81 Hình 3.17: Kết kiểm định mơ hình cho thơng số TSS .81 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nước nguồn tài nguyên vật liệu vô thiết yếu người, sống trái đất trì khơng có nước Nước giữ cân hệ sinh thái, tham gia vào thành phần cấu trúc sinh quyển, điều hịa yếu tố khí hậu, đất đai sinh vật, tham gia thực chu trình tuần hồn vật chất tự nhiên Nước đáp ứng nhu cầu đa dạng người sinh hoạt ngày, tưới tiêu cho nông nghiệp, sản xuất công nghiệp, sản xuất điện tạo nhiều cảnh quan đẹp Có thể nói sống người sinh vật trái đất phụ thuộc vào nước Nhưng nước vô tận, để đáp ứng nhu cầu người, nước phải đảm bảo số lượng chất lượng Theo tài liệu thống kê Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) 80% bệnh tật nhân loại lại ô nhiễm nguồn nước gây Đó số cảnh báo cho biết tình trạng nhiễm nặng nề dịng sơng biển tồn Thế giới – nguồn sống quan trọng bậc người bị đe dọa Sự phát triển công nghiệp với gia tăng dân số dẫn đến nhu cầu nước dùng ngày tăng kèm theo đòi hỏi cao chất lượng Nhưng thực tế lượng nước ngày khan Không riêng nước phát triển nước ta, nước tiên tiến không tránh khỏi thảm họa xảy liên quan đến vấn đề nước mà nguyên nhân hoạt động người gây ra, nói kỉ mà sống xảy chiến tranh nước, nước vấn đề nhức nhối cho tồn nhân loại Sơng Nậm Rốm bắt nguồn từ Bắc huyện Điện Biên, chảy qua thành phố Điện Biên Phủ - Pa Thơm chảy sang Lào Những năm gần đây, tình hình nhiễm nước sơng Nậm Rốm có chiều hướng gia tăng tốc độ thị hóa diễn nhanh, với ý thức bảo vệ nguồn tài nguyên nước chưa quan tâm ... dụng mơ hình tốn đánh giá nhiễm nước sơng Nậm Rốm đề xuất giải pháp quản lý bảo vệ cần thiết có ý nghĩa khoa học, thực tiễn to lớn việc đánh giá ô nhiễm quản lý bảo vệ nguồn nước sông Nậm Rốm...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI - - HOÀNG THỊ THẢO NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN ĐÁNH GIÁ Ơ NHIỄM NƯỚC SÔNG NẬM RỐM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN... Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu, đánh giá trạng diễn biến ô nhiễm nước sông Nậm Rốm Đề xuất giải pháp quản lý, bảo vệ nguồn nước sông Nậm Rốm Cách tiếp cận Cách tiếp cận: Trên sở vận dụng sách