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.
Bảng2.6. Kết quả tính toán cho nguồn thải nông nghiệp năm 2007
Khu vực T-N thải(kg/ha/năm) T-P thải(kg/ha/năm) Q(m3/s) T-N(mg/l) T-P(mg/l) Xã Vũ Phúc 30 1 0.041821424 13.3645 0.4454839 Vũ Chính 30 1 0.041943142 13.3645 0.4454839 Xã Minh Quang 30 1 0.042875608 13.3645 0.4454839 Xã Vũ Quý 30 1 0.049508212 13.3645 0.4454839 Xã Vũ Trung 30 1 0.042217188 13.3645 0.4454839 Thị Trấn Vũ Thư 30 1 0.022546441 13.3645 0.4454839 Xã Vũ Hội 30 1 0.040135156 13.3645 0.4454839 Xã Việt Thuận 30 1 0.044853715 13.3645 0.4454839 Xã Song An 30 1 0.040663316 13.3645 0.4454839 Xã Tam Quang 30 1 0.042217188 13.3645 0.4454839 Xã Tự Tân 30 1 0.049059063 13.3645 0.4454839 2.2.4. Nước thải kênh rạch
Các kênh rạch nhỏ mang nước thải từ vùng có khu công nghiệp và nước thải sinh hoạt đổ vào khu vực sông
Bảng 2.7. Thông số về nguồn thải kênh rạch
Nhiệt độ pH T-N T-P BOD5 TSS
Sông Bạch 27 6.7 14.6 1.3 43 73
Pari 26 7 12.5 1.02 26 43
2.3. Phần mềm ENVIMQ2K ứng dụng GIS mô phỏng chất lượng nước kênh sông kênh sông
Mặc dù QUAL2 là một sản phẩm nổi tiếng trong lĩnh vực mô phỏng chất lượng nước kênh sông nhưng nó có một nhược điểm là không ứng dụng GIS. Bên cạnh đó quá trình tự động hoá tính toán theo các kịch bản gặp nhiều khó khăn. Chính vì vậy nhóm tác giả thuộc Phòng Geoinformatics, Viện Môi trường và Tài nguyên thuộc Đại học Quốc gia tp. HCM đã xây dựng phần mềm ENVIMQ2K kết hợp thế mạnh về tính
toán của QUAL2K và khả năng ứng dụng GIS cũng như tựđộng hoá tính toán của các phần mềm ENVIM truyền thống. Phần mềm ENVIMQ2K phiên bản 1.0 ra đời tháng 9/2007.
2.3.1. Nhập thông tin cho các đối tượng tham gia tính toán mô phỏng
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.
Phần này sẽ hướng dẫn cách nhập thông tin cho 3 loại đối tượng trên.
Cách nhập thông tin cơ bản cho các nguồn thải
Thông tin về các nguồn thải bao gồm tên nguồn thải, mô tảđịa 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). Cấu trúc bảng được thể hiện ở hình dưới đây
Hình 2.2 Cấu trúc bảng Nguồn thải
Giao diện than thiện của EVNVIMQ2K giúp người sử dụng có thểđễ dàng dán dữ liệu sao chép từ một bảng dữ liệu dạng Word hay Excel. Từ dữ liệu được cung cấp, các bạn có thề làm như sau:
Hình 2.3 Nhập thông tin cho các nguồn thải – copy dữ liệu từ file Word
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.
Hình 2.4 Nhập thông tin cho các nguồn thải - Ẩn đi một cột thông tin trong một bảng của ENVIMQ2K
Cột ghi chú đã được ẩn đi
- Lúc này, nhấn tổ hợp phím Ctrl + V để dán dữ liệu từ bảng Word vào bảng ENVIMQ2K.
Dữ liệu sau khi dán có dạng như sau:
Hình 2.6 Nhập thông tin cho nguồn thải – dữ liệu sau khi nhập
Cách nhập dữ liệu môi trường cho các nguồn thải
Thông tin về các đối tượng phát sinh nguồn thải (4 đối tượng) gồm các thông tin chung về các đối tượng (tên, vị trí, diện tích v.v…) và nêu rõ nguồn thải mà đối tượng đó đổ nước thải vào (cột Nguồn thải).
Cấu trúc 4 bảng thông tin được liệt kê dưới đây. Bảng thông tin
Bảng thông tin nhà máy và khu công nghiệp Bảng thông tin về các nguồn thải nông nghiệp Bảng thông tin về các kênh rạch đổ vào đoạn sông đang xét
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. Ví dụ đối với bảng Dân cư
- Copy dữ liệu từ bảng Dân cư trong file word:
Hình 2.7 Nhập thông tin cho đối tượng phát sinh nguồn thải – Copy dữ liệu từ file word
- Dâu đi các cột không có dữ liệu (cột Hình ảnh và Ghi chú)
Thông tin sau khi dán thành công
Hình 2.8 Nhập thông tin cho đối tượng phát sinh nguồn thải – Nhập thành công
2.3.2. Cách nhập thông tin cho các điểm nhạy cảm
Tương tự nhưđối 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. Các bước cụ thể như
sau:
- Copy dữ liệu từ bảng Điểm nhạy cảm trong file word:
Hình 2.9 Nhập thông tin cho điểm nhạy cảm – copy dữ liệu từ file word
- Nhấn Ctrl + V để dán dữ liệu vào bảng thông tin của ENVIMQ2K. Thông tin sau khi dán thành công
Hình 2.10 Nhập thông tin cho điểm nhạy cảm – nhập thành công
2.3.3. Cách chạy chương trình ENVIMQ2K và xây dựng báo cáo tự động Lựa chọn các thông số và chạy mô hình
Để chạy mô hình ENVIMQ2K, người sử dụng click chuột vào biểu tượng trên thanh công cụ mô hình.
Hình 2.11 Lựa chọn thông số để chạy mô hình – Bước 1
Cửa sổ mô hình “Qual2K – bước 1” được hiển thị. Người sử dụng chọn kịch bản trong khung Chọn kịch bản, sau đó click chuột vào nút để tiếp tục.
Chú ý:
Đối với kịch bản 2 và 4 – hai kịch bản vào mùa mưa, người sử dụng chú ý vào Bảng Thông tin sông (menu Thông tin/ Sông) sửa thông số lưu lượng sông lại là 40.04
Hình 2.13 Lựa chọn thông số để chạy mô hình – Bước 3
Ở cửa sổ “Mô hình Qual2K – Bước 2”, người sử dụng chọn nguồn cần tính toán. 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 bỏđi 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. Sau đó click chuột vào nút để tiếp tục.
Hình 2.14 Lựa chọn thông số để chạy mô hình – Bước 4
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.
Hình 2.15 Lựa chọn thông số để chạy mô hình – Bước 5
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. Thanh tiến trình chạy mô hình sẽđược hiển thị.
Hình 2.16 Lựa chọn thông số để chạy mô hình – Bước 6
Sau khi việc chạy mô hình hoàn tất, người sử dụng tùy chọn tương ứng trong thông báo hiện ra.
Hình 2.17 Lựa chọn thông số để chạy mô hình – Bước 7
Và click chuột vào nút ở thông báo tiếp theo.
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 đỏở những nơi có nồng độ chất ô nhiễm cao nhất, màu xanh ở những nơi có nồng độ chất ô nhiễm thấp nhất.
Hình 2.19 Lựa chọn thông số để chạy mô hình – Bước 9
Hiệu chỉnh kết quả thể hiện mô hình
ENVIMQ2K cho phép tính toán sự phát tán trên sông cho 11 thông số ô nhiễm.
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
Click chuột vào biểu tượng trên thanh công cụ chạy mô hình.
Hình 2.20 Hiệu chỉnh kết quả thể hiện mô hình – Bước 1
Cửa sổ hiệu chỉnh kết quả chạy mô hình được hiển thị.
Hình 2.21 Lựa chọn thông số để chạy mô hình – Bước 2
Hình 2.22 Lựa chọn thông số để chạy mô hình – Bước 3
Lựa chọn màu sắc thể hiện
Hình 2.23 Lựa chọn thông số để chạy mô hình – Bước 4
Lựa chọn việc thể hiện giá trị lên bản đồ
Hình 2.24 Lựa chọn thông số để chạy mô hình – Bước 5
Hình 2.25 Lựa chọn thông số để chạy mô hình – Bước 6
Phân bố chất ô nhiễm sẽđược thể hiện lên bản đồ nhưđã chọn.
Hình 2.26 Lựa chọn thông sốđể chạy mô hình – kết quả hiệu chỉnh
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG ENVIMQ2K MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG KIẾN GIANG -TỈNH THÁI BÌNH
Vấn đề tính toán phân bố chất ô nhiễm từ các nguồn xả thải dọc theo sông Kiến Giang được nhiều nhà quản lý quan tâm đặc biệt bởi vì đểđánh giá tác đông lên môi trường do sự ô nhiễm thì trước hết cần phải biết về bức tranh về sự phân bố nồng độ
dọc theo sông, nhất là trong phạm vi gần nguồn thải.
Giới hạn khu vực tính toán là khúc sông Kiến Giang từ xã Tự Tân (Vũ Thư)
đến Vũ Quý (Kiến Xương). phần mềm được sử dụng tính toán là phần mềm ENVIMQ2K. Phần dưới trình bày các nội dung chính của đồ án này: mô tả số liệu, mô tả kịch bản tính toán,kết quả tính toán.
3.1. Các tài liệu làm cơ sở tính toán
Các tài liệu sau đây được sử dụng cho mô hình tính toán mô phỏng chất lượng nước sông Kiến Giang:
Tài liệu vềđiều kiện tự nhiên: trình bày trong chương 1 của đồ án; Bản đồ hành chính tỉnh thái bình tỷ lệ 1/10000;
Tài liệu về nguồn thải từ các nhà máy sản xuất, từ khu công nghiệp được thu thập từ 3/8/2007 đến ngày 5/9/2007.
Các số liệu về kinh tế - xã hội của thái bình được thu thập trong suốt quá trình thực hiện đồ án.
Tốc độ phát triển kinh tế, xã hội trong thời gian tới 2010 và 2015.
3.2. Nhập số liệu được sử dụng cho tính toán vào ENVIMQ2K
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. số
liệu thu thập được trình bày trong chương 1. Số liệu theo thời gian này được nhập vào phần mềm theo thứ tự trình bày:
Error! Objects cannot be created from editing field codes.
Hình 3.2. Nhập số liệu nguồn thải nông nghiệp
Error! Objects cannot be created from editing field codes.
Hình 3.3. Nhập số liệu nguồn thải khu dân cư
Error! Objects cannot be created from editing field codes.
Hình 3.4. Số liệu nguồn thải khu công nghiệp
Error! Objects cannot be created from editing field codes.
Hình 3.5. Số liệu nồng độ các chất ô nhỉễm trong nhà máy
Error! Objects cannot be created from editing field codes.
Hình 3.6. Thông tin về nguồn xả thải
3.3. Mô tả kịch bản, tính toán cho từng kịch bản
Dựa vào bản đồ đã được số hoá, tiến hành đưa sô liệu vào phần mềm. khúc sông được chọn tính toán mô phỏng bao gồm một đoạn sông Kiên Giang dài 18000m từ xã Tự Tân (Vũ Thư) tới xã Vũ chính ( Kiến Xương). 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 về các nguồn thải chính: nguồn thải công nghiệp, khu dân cư, cánh
đồng, các con sông kênh rạch.... các số liệu chi tiết theo tình huống giảđịnh.
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.
Error! Objects cannot be created from editing field codes.
Hình 3.7. Thông số kịch bản
Error! Objects cannot be created from editing field codes.
Hình 3.8. Chức năng nhập thông tin liên quan tới kịch bản
Đối với 3 chỉ tiêu BOD,TSS, DO tính toán nồng độ chất thải trung bình cho các kịch bản mùa khô và mùa mưa trong năm 2007 và dựđoán nồng độ ô nhiễm cho năm 2010 và năm 2015. việc tính toán thực hiện theo 6 kịch bản, mỗi năm tính toán hai kịch bản vào mùa mưa và mùa khô.
3.4. Dự đoán chất lượng nước sông Kiến Giang
3.4.1. Xây dựng kịch bản:
Để thực hiện mô hình dự báo chất lượng nước sông Kiến Giang chúng ta cần phải giảđịnh tải lượng các nguồn thải đổ vào sông. Để thực hiện việc này chúng ta cần giảđịnh theo nhiều kịch bản. Dựa trên các cơ sở kịch bản giúp chúng ta dễ dàng hơn trong việc tính toán các tải lượng các nguồn thải.
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.
Kịch bản 1 và 2 : mùa khô, mùa mưa năm 2007
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.
Lượng thải của các kênh rạch tăng 30% cào mùa mưa so với mùa khô.
Kịch bản 3và 4: mùa khô và mùa mưa năm 2010
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 canh tác nông nghiệp thay đổi theo số liệu trong bảng. Mức thải trung bình trong mùa khô là 6.15m3/ha.ngày. Mức thải trung bình tăng 10 m3/ha.ngày vào mùa mưa.
Lưu lượng thải trong công nghiệp tăng lên 50 m3/s.
Lưu lượng của các kênh rạch so với khác năm thì tăng không đáng kể, tuy nhiên tăng 30% vào mùa mưa.
Lượng nước sông Kiến Giang tăng 10 m3/s vào mùa khô và 15 m3/s vào mùa mưa.
Kịch bản 5 và 6: mùa mưa và mùa khô năm 2015
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. Tuy nhiên việc xử lý chưa hiệu quả cho lắm.
Lưu lượng thải của nước thải công nghiệp 60m 3/ha.ngày.
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.
Lưu lượng nước của sông trong năm 2015 khoảng 20 m3/s vào mùa khô và tăng 25 m3/s vào mùa mưa.
3.4.2. Kết quả chạy mô hình
Đối với các chỉ tiêu: BOD, COD,TSS, DO tác giảđã tính toán nồng độ các chất