Tính tốn theo mơ hình MCCRB và mơ phỏng bằng phần mềm Mike

- Điều 59 quy định các nguyên tắc BVMT nước sông: (1) BVMT nước sông là

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.2. Tính tốn theo mơ hình MCCRB và mơ phỏng bằng phần mềm Mike

phần mềm Mike 11

Ta chia đoạn sông thành ba vùng (i = 1,2,3) tạo thành một lưu vực sông, với các khu vực 1 thượng nguồn, khu vực 2 trung lưu, và khu vực 3 hạ lưu, như

Hình 3

- Khu vực 1: từ hồ Trị An đến xã Thạnh Hội - Khu vực 2: từ xã Thạnh Hội đến cầu Đồng Nai - Khu vực 3: từ cầu Đồng Nai đến ngã ba đèn đỏ

Một số biến cơ bản phải được xác định để phân tích trong mơ hình tốn này:

- Pij là lượng chất gây ô nhiễm phải giảm trong vùng i do tiếp nhận chất thải từ vùng j (tính theo đơn vị tấn COD/năm) ví dụ P32 là lượng chất ô nhiễm phải giảm trong vùng 3 do tiếp nhận nước thải từ vùng 2 trong một năm.

-

i P₀

là tải lượng một chất ô nhiễm cụ thể được tạo ra bởi khu vực i trong thời

gian một năm, trong bài toán này xem xét COD, với

0 0_i ≥ P (tính theo đơn vị tấn COD/năm).P0i - max i P

là mức chịu đựng tối đa của môi trường của khu vực i (đại lượng này sẽ lấy từ qui định của nhà nước dựa trên kết quả tính tốn của các nhà khoa học) (tính theo đơn vị tấn COD/năm).

-

i Q

là lượng chất ô nhiễm trong khu vực i cần phải giảm,

max 0i i

i P P

Q = −

(tính theo đơn vị tấn COD/năm). Để giảm tải lượng Qi, vùng i cần áp dụng chính sách buộc các doanh nghiệp phải xử lý bằng giải pháp cơng trình. Tuy nhiên trong thực tế thì vẫn cịn một lượng nước thải không thể xử lý hết cần phải chuyển xuống vùng dưới. Do vậy bên cạnh đại lượng Qi ta đưa vào xem xét đại lượng Pi

- Pi là lượng chất gây ơ nhiễm có thể giảm trong vùng i trên thực tế (tính theo

đơn vị: tấn COD/năm), 0 ≥ i P - ij T

là lượng chất ô nhiễm được vận chuyển từ khu vực i sang khu vực j (tính theo đơn vị tấn COD/năm). Tij= Qi – Pi (tấn COD/năm)

Chất lượng nước trong từng khu vực phải đáp ứng theo các tiêu chuẩn chất lượng quốc gia theo mơ hình MCCRB, có nghĩa là số lượng chất ơ nhiễm trong mỗi khu vực i bằng hạn mức tối đa của mơi trường tại khu vực đó. Vì vậy, mối quan hệ sau tồn tại giữa Pi và Tij cho khu vực 2 và 3:

P0i - Pi – Tij = Pimax

- Vùng 2:

Mối quan hệ giữa Pi và Tij cho khu vực 2:

P02 – P2 – T23 = P2max → T23 = P02 – P2 – P2max

- Vùng 3:

Bước đầu ứng dụng mơ hình phân chia lợi ích trong khai thác lưu vực sơng – áp dụng cho lưu vực sông Đồng Nai

P03 – P32 + T23 – T3 = P3max →T3 = P03 – P3max Ngã ba đèn đỏ

Hồ Trị An

Hình 3 Mơ tả mơ hình ơ nhiễm nước ở lưu vực sông Đồng Nai

Mức tải lượng ô nhiễm tối đa của mỗi vùng được tính bằng cách nhân nồng độ COD theo QCVN 08:2008 với lưu lượng nước trung bình của mỗi vùng (Số liệu do Viện khoa học thủy lợi miền Nam cung cấp).

- Vùng 2: do khu vực này là nơi cung cấp nước cho nhà máy nước cấp, theo quy chuẩn ta chọn giá trị cột A2 COD = 15 mg/l.

- Vùng 3: áp dụng giá trị cột B1 COD = 30 mg/l, phục vụ cho mục đích tưới tiêu thủy lợi, giao thơng đường thủy.

Kịch bản 1

Khu vực Pimax

(tấn/năm) (tấn/năm)^{P0i So sánh}

Vùng 2 95238.72 9385.975 P0i< Pimax

Vùng 3 188585 9090.69 P0i< Pimax

Trong kịch bản này, theo tính tốn của mơ hình MCCRB, lượng ơ nhiễm được thải ra ở mỗi vùng vẫn nằm trong khả năng chịu đựng của vùng đó. Để thấy rõ hơn, ta dùng mơ hình MIKE 11 để mơ phỏng chất lương nước của lưu vực sơng khi có các nguồn thải từ KDC và KCN đổ vào.

Theo kết quả mô phỏng, vùng chịu ảnh hưởng bởi ô nhiễm nhiều nhất tập trung ở vùng 3, đoạn từ dưới cầu Đồng Nai kéo dài 20 km về phía ngã ba đèn đỏ. Vùng ơ nhiễm cao thứ nhì ở đoạn từ cầu Đồng Nai đến cầu Hóa An. Khu vực từ xã Thạnh Hội đến hồ Trị An không bị ô nhiễm. Trong kịch bản này, nồng độ ô nhiễm cao nhất là 9.72 mg/l, đạt QCVN 08:2008, do đó vẫn đảm bảo cho việc lấy nước cấp phục vụ sinh hoạt. Đoạn sơng từ hồ Trị An đến cầu Rạch Tre hồn tồn khơng ơ nhiễm.

Hình 3 Nồng độ COD max kịch bản 1 Kịch bản 2

Khu vực Pimax

(tấn/năm) (tấn/năm)^P0i (tấn/năm)^Q (tấn/năm)^Pi (tấn/năm)^{Ti So sánh}

Vùng 2 90128,72 93859,75 3731,03 46929,5 0 P0i>Pimax

Vùng 3 188585 90906,9 Trong khả năng chịu đựng P0i<Pimax

Theo như tính tốn, lượng chất ơ nhiễm thải ra lớn hơn lượng ô nhiễm cho phép ở vùng 2, tuy nhiên khơng nhiều và hồn tồn nằm trong khả năng xử lý của vùng. Giả thuyết rằng khả năng xử lý chất ô nhiễm của vùng này là 50% lượng ơ nhiễm thải ra, khi đó lượng ơ nhiễm phải xử lý chỉ khoảng 10% khả năng của vùng 2 là 3731 tấn COD/năm, và vì thế khơng cần phải chuyển ơ nhiễm xuống vùng 3.

Trường hợp ô nhiễm thải ra lớn hơn khả năng xử lý của vùng 2 thì vùng 2 có thể chuyển lượng ô nhiễm vượt khả năng xử lý sang cho vùng 3 do lượng chất ô nhiễm được thải ra ở vùng 3 nhỏ hơn nhiều so với khả năng chịu đựng của vùng 3, hoặc vùng

Bước đầu ứng dụng mơ hình phân chia lợi ích trong khai thác lưu vực sông – áp dụng cho lưu vực sơng Đồng Nai

2 có thể chuyển ơ nhiễm sang cho vùng 3 nhiều hơn để giảm lượng ô nhiễm phải xử lý, với cách như vậy ta sẽ tiết kiệm được chi phí mơi trường trong việc xử lý ơ nhiễm cho vùng 2. Khoản chi phí đó có thể được dùng để đầu tư vào nhà máy cấp nước để phục vụ có hiệu quả hơn.

Hiện tại, do nguồn nước mặt ở vùng 3 chủ yếu phục vụ cho giao thông đường thủy và nuôi trồng thủy sản, nên trong kịch bản này, khả năng chịu tải của vùng 3 cao hơn rất nhiều so với vùng 2, và do đó vùng 3 có khả năng tiếp nhận nước thải nhiều hơn. Tuy nhiên cần chú ý rằng sông Đồng Nai chịu ảnh hưởng của thủy triều, do đó nếu liên tục xả thải vào vùng 3, thì có khả năng ơ nhiễm sẽ đi ngược lên vùng 2 và gây ảnh hưởng đến việc cung cấp nước sinh hoạt cho lưu vực sơng này. Vì thế, mặc dù khả năng chịu tải của vùng 3 khá cao nhưng ta phải luôn kiểm sốt việc thải ơ nhiễm vào khu vực này để bảo đảm khả năng chịu tải của vùng và bảo đảm nước thải không lan truyền lên khu vực cấp nước.

Để thấy được sự di chuyển của ô nhiễm, ta tiến hành mô phỏng bằng mơ hình MIKE 11.

Vùng ơ nhiễm cao tập trung từ cầu Đồng Nai kéo dài 20 km về phía ngã ba đèn đỏ, ơ nhiễm có nồng độ 28.34 mg/l. Cá biệt có một đoạn nhỏ nồng độ vượt trên 30 mg/l. Nồng độ sau đó giảm dần đến ngã ba đèn đỏ. Đoạn từ cầu Đồng Nai đến cầu Hóa An ơ nhiễm vượt QCVN cột A2. Như vậy ảnh hưởng đến việc cung cấp nước phục vụ sinh hoạt. Khu vực từ xã Thạnh Hội đến hồ Trị An không bị ô nhiễm, nước đạt QCVN cột A2.

Hình 3 Nồng độ COD max kịch bản 2

Trong kịch bản này, tải lượng ô nhiễm thải ra của vùng 3 chỉ bằng khoảng 50% khả năng chịu đưng của vùng, tuy nhiên ô nhiễm đã gần với QCVN cột B1, và có đoạn rất nhỏ đã vượt QCVN, khu vực lấy nước cấp đã bị ô nhiễm do ô nhiễm bị thủy triều đẩy lên. Để lấy nước cấp phục vụ sinh hoạt cần di chuyển trạm bơm lên khoảng 10 km mới bảo đảm việc lấy nước sạch.