Mô hình hóa chất lượng nước lưu vực sông Kiến Giang theo mô hình QUAL2K

Chu trình phốt pho

Sự ức chế của quá trình nitrat hoá (nitrification) ở nồng độ oxy hoà tan thấp. Mô hình QUAL2K có khả năng tính toán đến sự ức chế (sự trễ) tốc độ của quá trình nitrat hoá trong điều kiện nồng độ oxy hoà tan thấp. - σ5 = tốc độ lắng đọng phốt pho hữu cơ phụ thuộc vào nhiệt độ, ngày-1 Phốt pho hoà tan.

BOD carbon (carbonaceous BOD )

Trong mô hình QUAL2K sử dụng có thể nhập vào giá trị thích hợp cho hệ số này.

Oxy hoà tan (DO)

- K2 = Tốc độ cung cấp oxy theo đúng khuếch tán Fickian, phụ thuộc nhiệt độ, ngày-1. - β1 =hằng số tốc độ oxy hoá sinh học của nitơ amonia phụ thuộc nhiệt độ, ngày-. Độ hoà tan của oxy trong nước giảm khi nhiệt độ tăng, nồng độ chất rắn hoà tan tăng, và áp suất không khí giảm.

Các phương trình tính toán nồng độ oxy hoà tan bão hoà cũng phải xem xét ảnh hưởng của độ mặn và chloride. Mô hình QUAL2 không mô hình hoá ảnh hưởng của độ mặn và chloride đến nồng độ oxy hoà tan nên không hiệu chỉnh giá trị O*.

Các công thức tính hệ số thấm khí

Lựa chọn này tính toán hệ số thấm khí (cung cấp khí) từ hàm mũ của lưu lượng. Phương pháp của Tsivoglou và Wallace (1972) giả sử rằng hệ số thấm khí cho một đoạn sông tỷ lệ với sự chênh lệch cao trình mặt nước trong đoạn sông và tỷ lệ nghịch thời gian lưu lượng trong suốt đoạn sông.

Mô hình tính toán phát thải cho các loại nguồn xả thải khác nhau 1. Nguồn thải dân cư

Lượng nước thải sinh hoạt (NTSH) được tính toán dựa trên dân số và tiêu chuẩn cấp nước. Nếu dân cư khu vực trải dài theo dọc sông thì được xem là nguồn thải phân tán. Tải lượng thải theo đầu người và hiệu quả xử lý của bể tự hoại Các chỉ tiêu ô.

Lo Tải lượng thải theo đầu người (g/ng.ngày) f: Tỷ lệ dân cư dùng bể tự hoại. Nước thải công nghiệp thải ra từ các nhà máy khu công nghiệp đượct ính toán dựa trên diện tích, tỉ lệ cho thuê và mức thải trên mỗi hécta cho thuê. Diện tích sản xuất nông nghiệp của các khu vực ngày một giảm đi do chương trình xây dựng các khu cụm, khu công nghiệp trên các huyện.

Các kênh rạch nhỏ mang nước thải từ vùng có khu công nghiệp và nước thải sinh hoạt đổ vào khu vực sông.

Phần mềm ENVIMQ2K ứng dụng GIS mô phỏng chất lượng nước kênh sông

Đối với phần mềm ENVIMQ2K, các đối tượng quản lý chính của chương trình là: các nguồn thải, các điểm nhạy cảm cần giám sát đặc biệt. Trong ENVIMQ2K xem xét bốn loại đối tượng thải nước thải vào các nguồn thải: khu dân cư; nhà máy và khu công nghiệp; các cánh đồng xung quanh lưu vực sông; và một số kênh rạch đổ vào sông Thị Tính. Thông tin về các nguồn thải bao gồm tên nguồn thải, mô tả địa điểm, vị trí đầu và cuối của nguồn thải tính từ đầu nguồn đoạn sông đang xét, tọa độ X, Y vủa nguồn thải và loại nguồn thải (nguồn thải điểm hay nguồn thải phân tán).

Giao diện than thiện của EVNVIMQ2K giúp người sử dụng có thể đễ dàng dán dữ liệu sao chép từ một bảng dữ liệu dạng Word hay Excel. Mở chương trình ENVIMQ2K lên, vì trong dữ liệu được cung cấp không có dữ liệu ở cột ghi chú nên có thể làm ẩn đi cột ghi chú bằng cách đưa chuột vào đầu cột ghi chú, giữ và rê chuột để kéo tiêu đề cột xuống phía dưới hàng tiêu đề. Thông tin về các đối tượng phát sinh nguồn thải (4 đối tượng) gồm các thông tin chung về cỏc đối tượng (tờn, vị trớ, diện tớch v.v…) và nờu rừ nguồn thải mà đối tượng đó đổ nước thải vào (cột Nguồn thải).

Tương tự như đối với bảng nguồn thải, người sử dụng có thể copy dữ liệu từ bảng dữ liệu trong file word để dán vào các bảng thông tin đang xét. Tương tự như đối với các bảng trên, người sử dụng có thể copy dữ liệu từ bảng dữ liệu trong file word để dán vào các bảng thông tin đang xét. Cách chạy chương trình ENVIMQ2K và xây dựng báo cáo tự động Lựa chọn các thông số và chạy mô hình.

Theo mặc định của chương trình, cả 4 nguồn ô nhiễm đổ vào sông Thị Tính đều được chọn để tính toán ảnh hưởng. Để bỏ đi ảnh hưởng của nguồn nào, người sử dụng click chuột vào ô vuông phía trên, bên trái cửa sổ tương ứng với tên nguồn tương ứng. Cửa sổ “Mô hình Qual2K – Bước 3” liệt kê lại các thông số về nguồn thải và các thông tin liên quan đến nguồn thải, giúp người sử dụng xem lại và có thể chọn hoặc bỏ chọn những nguồn thải mong muốn.

Sau khi đã xem lại toàn bộ các thông số, người sử dụng click chuột vào nút để chương trình bắt đầu chạy mô hình. Lúc này, kết quả tính toán ô nhiễm được hiển thị trực quan trên nền sông Thị Tính, với mặc định của chương trình: màu đỏ ở những nơi có nồng độ chất ô nhiễm cao nhất, màu xanh ở những nơi có nồng độ chất ô nhiễm thấp nhất. Để thấy được sự phân bố của các chất khác trên sông, người sử dụng có thể hiệu chỉnh kết quả thể hiện mô hình bằng cách.

ỨNG DỤNG ENVIMQ2K MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG KIẾN GIANG -TỈNH THÁI BÌNH

• Dự đoán chất lượng nước sông Kiến Giang 1. Xây dựng kịch bản

Trong khoảng thời gian 5 tuần tác giả Luận văn đã đi thực địa tại khu vực được chọn nghiên cứu và thu thập số liệu – làm cơ sở nhập vào phần mềm ENVIMQ2K. Đây là khúc sông chịu ảnh hưởng của sự ô nhiễm từ các cơ sở sản xuất, các làng nghề, khku dân cư, cánh đồng canh tác. Số liệu đo đạc nước được đo vào các ngày 4,5 tháng 9 năm 2007 và thu thập trong suốt quá trình tác giả thực tập tại Phòng Môi trường, thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường Thái Bình.

Các thông số vế khu công nghiệp,nhá máy sản xuất, số liệu chất lượng nước sông, số liệu về nồng độ các chất ô nhiễm trong nhà máy, khu công nghiệp. Để thực hiện mô hình dự báo chất lượng nước sông Kiến Giang chúng ta cần phải giả định tải lượng các nguồn thải đổ vào sông. Vào các năm 2010 thì việc hình thành một số cụm công nghiệp vừa và nhỏ, đồng thời phát triển các làng nghề truyền thống.Ở đây tác giả giả định có 6 kịch bản dự báo cho các mùa mưa và mùa khô tới năm 2015.

Ở các kịch bản này do khả năng xử lý hạn chế do liên quan tới công tác quản lý chưa tốt, khả năng tài chính không cho phép, các nhà máy trong khu công nghiệp chưa có hệ thống xử lý cục bộ. Diện tích đất canh tác nông nghiệp không thay đổi, tải lượng nuớc thải vào mùa mưa và mùa khô có sự chênh lệch. Nước thải sinh hoạt chưa được thu gom xử lý.Lưu lượng thải của các nhà máy chưa qua xử lý thải bỏ vào sông, lưu lượng thải 48m3/s.

Dân số tăng tự nhiên là 9.4%, nước thải sinh hoạt được thu gom xử lý nhưng chưa đáng kể, người dân chủ yếu xử lý nước thải sinh hoạt bằng hố tự hoại. Diện tích đất nông nghiệp bị thu hẹp nhường chỗ cho việc chuyển thành đất quy hoạch các cụm công nghiệp, các khu công nghiệp về cơ bản đã có các nhà máy xử lý nước thải chung, các nhà máy có các hệ thống xử lý nước thải sơ bộ. Dân số tăng tự nhiên 9.5%, nước thải được thu gom về xử lý trập trung, có thể coi việc xử lý giảm 50% tải lượng thải sinh hoạt thông qua xử lý tại nội thị vào các năm 2015 cần phải cố gắng mới đạt đựợc.

Lưu lượng thải của kênh rạch không thay đổi qua các năm, tuy nhiên vào mùa mưa lưu lượng tăng khoảng 30% so với mùa khô. Tại hầu hết các viễn cảnh thì các chất ô nhiễm hầu như không vượt quá tiêu cuẩn cho phép TCVN loại B, riêng với BOD thì tại các điểm nhạy cảm nồng độ vượt quá tiêu chuẩn loại B và có chiều hướng tăng lên vào các năm tiếp theo. Nồng độ các chất giữa hai mùa mưa và nắng tăng không đáng kể, Ở kịch bản 3 và 4 hầu hết nồng độ các chất tăng không đáng kể, tuy nhiêm theo biểu đồ ta thấy rằng hàm lượng DO lại giảm vào các năm tiếp theo điều này chứng tỏ nước sông ngày càng ô nhiễm.