4. Phƣơng pháp nghiên cứu
3.3 Đánh giá diễn biến chất lƣợng nƣớc có xét đến ảnh hƣởng của BĐKH
Trong phần này, để đánh giá diễn biến chất lƣợng nƣớc lƣu vực sông Nhuệ - Đáy có xét đến ảnh hƣởng của BĐKH tác giả đã sử dụng chu i số liệu dòng chảy cho giai đoạn 2019 – 2035 đã đƣợc tính toán ở nội dung phía trên của luận văn, kết hợp với các kịch bản về thay đổi lƣu lƣợng xả thải và chất lƣợng nƣớc thải. Giải pháp đƣợc đƣa ra trong luận văn là việc xả nƣớc thải ra sông Nhuệ - Đáy cần đƣợc nghiên cứu, xem xét trong một bài toán tổng thể. Trong đó, cần dựa trên những đặc điểm phát triển kinh tế, đặc thù mạng lƣới sông ngòi trong lƣu vực, đặc điểm hệ thống các công trình thủy lợi và các hệ thống cống xả thải. Sự ra đời và hoạt động của hàng loạt các khu
công nghiệp thuộc các tỉnh, thành phố, các hoạt động tiểu thủ công nghiệp trong các làng nghề, các xí nghiệp sản xuất hoạt động tự do rải rác khắp nơi, các hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản…vì các hoạt động kinh tế xã hội ngày càng phát triển, do đó việc dự báo chính xác lƣu lƣợng xả thải là vô cùng khó khăn.
Theo định hƣớng phát triển kinh tế xã hội của các Tỉnh/ thành phố nhƣ Hà Nội, Hà Nam và Ninh Bình đến 2020, tăng trƣởng GDP của Hà Nội tăng lên 19% cao nhất cả nƣớc, Ninh Bình giảm chỉ còn 10,5%, các tỉnh còn lại hầu nhƣ không thay đổi. Các tỉnh, thành phố có tỷ trọng ngành công nghiệp tƣơng đối cao là Hà Nội, Hà Nam và Ninh Bình (trên 40%). Đến năm 2020, Hà Nam vƣợt lên đứng đầu cả nƣớc về tỷ trọng các ngành công nghiệp (hơn 60%) trong khi tỷ trọng công nghiệp ở Nam Định lại giảm, chỉ còn khoảng 13%, và tỷ trọng nông nghiệp tăng (46% vào năm 2020). Bên cạnh đó, thì hiện nay, công tác bảo vệ môi trƣờng, xử lý nƣớc thải đã đƣợc nhiều tỉnh/ thành phố triển khai thực hiện bằng cách xây dựng các trạm xử lý nƣớc thải tập trung, các bể tự hoại...
Theo Quyết định 681/QĐ-TTg của Thủ tƣớng chính phủ thì lƣợng nƣớc thải đến năm 2020, 2030 sẽ đƣợc xử lý khoảng 80%. Dựa trên những phân tích vừa nêu, và trong phạm vi nghiên cứu của luận văn, tác giả đƣa ra giả thiết cũng nhƣ giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nguồn nƣớc rằng lƣu lƣợng nƣớc thải trong khu vực nghiên cứu sẽ tăng khoảng 50% so với thời kì hiện trạng (2014 – 2015), đồng thời chất lƣợng nƣớc thải sẽ đƣợc xử lí khoảng 80% so với thời kì hiện trạng. Sử dụng bộ mô hình MIKE 11 HD và MIKE 11 Ecolab đã thiết lập, tiến hành mô phỏng diễn biến chất lƣợng nƣớc trong tƣơng lai. Kết quả mô phỏng diễn biến chất lƣợng nƣớc trên sông Nhuệ - Đáy năm 2030 đƣợc trình bày trong các hình vẽ dƣới đây.
Hình 3.6: Kết quả tính toán nồng độ DO tại một số vị trí trên sông Nhuệ có xét đến BĐKH
Hình 3.7: Kết quả tính toán nồng độ DO tại một số vị trí trên sông Đáy có xét đến BĐKH
Hình 3.8: Kết quả tính toán nồng độ BOD5 tại một số vị trí trên sông Nhuệ có xét đến BĐKH
Hình 3.9: Kết quả tính toán nồng độ BOD5 tại một số vị trí trên sông Đáy có xét đến BĐKH
Hình 3.10: Kết quả tính toán nồng độ N-NH4+ tại một số vị trí trên sông Nhuệ có xét đến BĐKH
Hình 3.11: Kết quả tính toán nồng độ N-NH4+ tại một số vị trí trên sông Đáy có xét đến BĐKH
Qua các kết quả nghiên cứu, có thể nhận thấy với giải pháp xử lý nƣớc thải khoảng 80% tại các nguồn thải thì chất lƣợng nƣớc sông Nhuệ - sông Đáy đƣợc cải thiện rõ nét, khi mà lƣợng nƣớc thải đổ vào sông tăng lên 50% nhƣng đã đã đƣợc xử lý 80% chất lƣợng nƣớc thải. Theo giả thiết này khi lƣợng nƣớc thải đƣợc xử lý 80% và đặc biệt có lƣu lƣợng dòng chảy mùa kiệt tăng lên đã cải thiện chất lƣợng môi trƣờng
nƣớc sông Nhuệ - Đáy một cách đáng kể, chất lƣợng nƣớc sông Nhuệ tại các điểm ô nhiễm trọng điểm trƣớc đây nhƣ Cự Đà, Cầu Chiếc (tiếp nhận nƣớc thải của khu vực Tả Thanh Oai và Văn Điển - Thanh Trì), giá trị DO dự báo đã đạt quy chuẩn QCVN
08/2015-BTNMT. Tuy nhiên nồng độ N-NH4+ tại một số vị trí trên sông Nhuệ nhƣ Đồn
Quan, Cống Thần, Nhât Tựu, Đò Kiều vẫn duy trì ở mức cao do nồng độ xả thải N-NH4+
tại khu vực này vẫn duy trì ở mức cao. Đối với sông Đáy, do lƣu vực sông lớn, lƣu lƣợng dòng chảy lớn hơn sông Nhuệ nên trong kịch bản tính toán trên thì chất lƣợng nƣớc sông ở các khu vực trọng điểm đã đƣợc cải thiện đáng kể. Có thể thấy rằng
ởgiải pháp đƣợc tính toán này vấn đề ô nhiễm của sông Nhuệ, sông Đáy đã đƣợc xử lý tốt, nƣớc sông đảm bảo cho mục đích sử dụng tƣới tiêu nông nghiệp và bảo vệ đời sống thủy sinh vật. Tuy nhiên để đạt đƣợc giả thiết này thì cần có sự tham gia mạnh mẽ của nhiều cấp ban ngành và cả ngƣời dân sống trong khu vực.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Luận văn đã thiết lập đƣợc bộ mô hình toán gồm các mô hình MIKE NAM, MIKE11 HD và MIKE 11 Ecolab cho lƣu vực sông Nhuệ - Đáy. Do các trạm thuỷ văn Ba Thá và Hƣng Thi không tiến hành đo đạc lƣu lƣợng nƣớc trên sông nữa, vì vậy số liệu lƣu lƣợng thực đo tại hai trạm trên thời gian gần đây không có, tác giả tiến hành khôi phục các số liệu lƣu lƣợng tại các trạm trên từ mô hình mƣa dòng chảy. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy văn MIKE NAM cho hai lƣu vực Hƣng Thi và Ba Thá trong các năm từ 1973 đến 1978 cho hệ số NASH tƣơng đối cao (0,60- 0,90), đồng thời xác định đƣợc bộ thông số tối ƣu cho hai lƣu vực gồm Umax (30 -35); Lmax (150-300), CQOF (0,5 -0,65), CK1,2 (31,7-50)…Luận văn cũng đã tiến hành hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực MIKE 11 HD cho các năm từ 2012 đến 2015. Do lƣu vực sông Nhuệ - Đáy không có các trạm đo đạc số liệu dòng chảy, do đó để xác định bộ thông số thủy lực ở đây tác giả tiến hành mở rộng phạm vi khu vực tính toán thủy lực bao gồm cả sông Hồng. Kết quả cho thấy hệ số NASH khá cao từ 0,8 đến 0,95 cho các vị trí có đo đạc dòng chảy trên cảsông Hồng, Nhuệ và Đáy. Qua đó xác định đƣợc hệ số nhám lòng sông dao động trong khoảng 0,025 đến 0,035. Mô hình MIKE 11 Ecolab cũng đƣợc hiệu chỉnh và kiểm định nhằm xác định bộ thông số hợp lí cho mô hình. Tuy nhiên lƣới sông tính toán trong mô hình chất lƣợng nƣớc đã giới hạn phạm vi phục vụ chỉ gồm hai sông chínhlà sông Nhuệ và sông Đáy. Kết quả mô phỏng các thông số chất lƣợng nƣớc cho thấy có sự tƣơng đồng về xu thế ô nhiệm dọc theo các sông (các thông số ô nhiễm gia tăng dần về phía hạ lƣu sông). Giá trị các chỉ tiêu mô phỏng cũng tƣơng đối sát so với thực thế, sai số tƣơng đối dao động trong khoảng 15 đến 35%.
Trong luận văn, kịch bản RCP4.5 đƣợc sử dụng để đánh giá biến động dòng chảy và chất lƣợng cho lƣu vực sông Nhuệ - Đáy. Kết quả đánh giá biến động dòng chảy giai đoạn đầu thế kỷ của kịch bản RCP4.5 cho thấy trong thời kỳ kiệt kịch bản RCP4.5 có lƣợng dòng chảy trung bình lớn hơn so với thời kỳ cơ sở khoảng 5,3%.Nguyên nhân do mƣa của mùa hạ trong kịch bản RCP4.5 tăng nhiều hơn khoảng so với thời kỳ cơ sở. Tuy nhiên, trong thời kỳ mùa lũ dòng chảy của kịch bản RCP4.5 là nhỏ hơn so với thời kì cơ sở, giảm khoảng 8,5%. Tính trung bình cả năm cho khu vực này thì lƣợng dòng chảy đƣợc dự báo là sẽ có xu hƣớng giảm dần.
dựa trên số liệu dòng chảy biên đổi khí hậu từ mô hình thủy văn kết hợp với các giả thiết về sự thay đổi lƣu lƣợng xả thải và chất lƣợng xả thải. Theo đó, khu vực nghiên cứu sẽ tăng khoảng 50% lƣu lƣợng xả thải so với thời kì hiện trạng (2014 – 2015), đồng thời chất lƣợng nƣớc thải sẽ đƣợc xử lí khoảng 80% so với thời kì hiện trạng. Kết quả nghiên cứu cho thấy chất lƣợng nƣớc sông Nhuệ - sông Đáy đƣợc cải thiện rõ nét. Trên sông Nhuệ tại các điểm ô nhiễm trọng điểm trƣớc đây nhƣ Cự Đà, Cầu Chiếc (tiếp nhận nƣớc thải của khu vực Tả Thanh Oai và Văn Điển - Thanh Trì), giá trị DO dự báo đã đạt quy chuẩn QCVN 08/2015-BTNMT. Tuy nhiên nồng độ N-NH4+ tại một số vị trí trên sông Nhuệ nhƣ Đồn Quan, Cống Thần, Nhât Tựu, Đò Kiều vẫn duy trì ở mức cao do nồng độ xả thải N-NH4+ tại khu vực này vẫn duy trì ở mức cao. Đối với sông Đáy, do lƣu vực sông lớn, lƣu lƣợng dòng chảy lớn hơn sông Nhuệ nên trong giải pháp đặt ra ở trên thì chất lƣợng nƣớc sông ở các khu vực trọng điểm đã đƣợc cải thiện đáng kể.
Bên cạnh những kết quả đạt đƣợc, luận văn vẫn còn những hạn chế nhất định nhƣ số liệu nguồn thải và chất lƣợng nƣớc thải chƣa thu thập đƣợc đầy đủ. Số lƣợng các trạm quan trắc chất lƣợng và số lƣợng nƣớc trong khu vực nghiên cứu còn hạn chế. Số liệu về địa hình lƣu vực sông nghiên cứu đã quá cũ dẫn đến những sai số nhất định khi tính toán. Những tồn tại trên cần đƣợc khắc phục trong các nghiên cứu tiếp theo.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ Tài Nguyên và Môi Trƣờng, (2006), iện trạng môi trường nước lưu vựcsông: Cầu, Nhuệ - Đáy, hệ thống sông Đ ng Nai, Báo cáo môi trƣờng Quốc gia.
2. Ủy ban bảo vệ môi trƣờng lƣu vực sông Nhuệ - Đáy (2015), Báo cáo đánh giá kết quả triển khai đ án tổng thể bảo vệ môi trường lưu vực Nhuệ - Đáy năm 0 5 và giai đoạn 0 – 2015.
3. Sở Tài nguyên, Môi trƣờng và Nhà đất Hà Nội (2007), Đ án bảo vệ môitrường lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy, Hà Nội.
4. Trung tâm tƣ vấn KTTV&MT (2009), Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán, dự báo ô nhiễm và ác đ nh ngu n gây ô nhiễm cho hạ lưu sông Cầu, Nhuệ – Đáy, ài Gòn – Đ ng Nai, Đề tài cấp Bộ, Hà Nội.
5. Trung tâm Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nƣớc Quốc Gia (2014), Quy hoạch quản lý s dụng tài nguyên nước và bảo vệ môi trường nước lưu vực sông Nhuệ - Đáy đến năm 0 5 và đ nh hướng đến năm 0 0,Hà Nội.
6. Tổng cục thống kê (2015), Niên giám thống kê năm 2015
7. Đặng Văn Bảng (2005), Mô hình toán thuỷ văn, Đại học Thuỷ Lợi Hà Nội.
8. Đặng Huy Huỳnh (2004), Phương pháp đánh giá và dự báo biến đổi đa dạng sinh học. Trong tập: “Đánh giá diễn biến và dự báo môi trƣờng hai vùng trọng điểm phía Bắc và phía Nam. Đề xuất các giả pháp bảo vệ môi trƣờng” của các tác giả Phạm Ngọc Đăng, Lê Trình, Nguyễn Quỳnh Hƣơng. NXB Xây dựng. Hà Nội.
9. Nguyễn Kiên Dũng. 2014. Nghiên cứu ứng dụng mô hình hai chi u CE-QUAL- W mô phỏng và dự báo chất lượng nước h òa Bình. Tạp chí Khí tƣợng thủyvăn, số 643, tr 53-56.
10. Nguyễn Ý Nhƣ (2011), Nghiên cứu tác động của Biến đổi khí hậu đến cực tr dòng chảy trên lưu vực sông Nhuệ Đáy thuộc thành phố à Nội, trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội.
11. Nguyễn Vũ Thanh (2003), Đa dạng sinh học tuyến tr ng sống tự do các thủy vực ây, sông ô ch và sông Nhuệ, Báo cáo khoa học tại Hội nghị toàn quốc lần thứ hai. NCCB trong sinh học, nông nghiệp, y học. Huế, 25-26/7/2003. NXB KHKT. Tr. 234-237.
12. Nguyễn Văn Thanh, Nguyễn Vũ Thanh (2005), Bước đầu tìm hiểu cấu tr c quần ã tuyến tr ng sống tự do lưu vực sông Đáy và sông Nhuệ. Tập công trình Hội thảo Quốc gia về sinh thái và tài nguyên sinh vật lần thứ nhất. Hà Nội, 17/5/2005. NXB Nông nghiệp, trang 841-846.
13. Nguyễn Vũ Thanh, Đoàn Cảnh (2005), ng dụng phương pháp nghiên cứu đa
dạng sinh học hệ sinh thái thủy vực vào sinh quan trắc chất lượng môi trường nước iệt
Nam. Tuyển tập các báo cáo khoa học Hội nghị môi trƣờng toàn quốc 2005, Hà
Nội. tr. 1648-1656.
14. Nguyễn Toàn Thắng, Trần Hồng Thái, Đ Thị Hƣơng, Lƣu Đức Dũng, (2013),
Dự báo diễn biến chất lượng nước sông Nhuệ - Đáy theo các k ch bản phát triển Kinh tế - Xã hội. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, tập 29, Số 2S, tr. 166-276.
15. Nguyễn Toàn Thắng (2017), Đánh giá chất lượng nước, tính toán khả năng ch u tải của sông Nhuệ - Đáy trong bối cảnh biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế
ã hội, Luận án Tiến sĩ Thƣ viện Đại học Quốc gia Hà Nội.
iếng Anh:
16. DHI software - MIKE 11, (2004), Reference Manual.
17. Jordan E.O., 1900. Som observations upon the bacterial self-purification of Stream (internet).
18. MIKE NAM manual, DHI 2007 19. MIKE 11 HD manual, DHI 2007 20. MIKE 11 Ecolab manual, DHI 2007
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1- Giá trị giới hạn các thông số chất lƣợng nƣớc mặt QCVN 08-2015 Giá trị giới hạn TT Thông số Đơn vị A B A1 A2 B1 B2 1 pH 6-8,5 6-8,5 5,5-9 5,5-9 2 BOD5 (20°C) mg/l 4 6 15 25 3 COD mg/l 10 15 30 50
4 Ôxy hòa tan (DO) mg/l ≥ 6 ≥ 5 ≥ 4 ≥ 2
5 Tổng chất rắn lơ mg/l 20 30 50 100 lửng (TSS) 6 Amoni (NH4 + tính mg/l 0,3 0,3 0,9 0,9 theo N) 7 Clorua (Cl-) mg/l 250 350 350 - 8 Florua (F-) mg/l 1 1,5 1,5 2 9 Nitrit (NO-2 tính mg/l 0,05 0,05 0,05 0,05 theo N) 10 Nitrat (NO-3 tính mg/l 2 5 10 15 theo N) 11 Phosphat (PO4 3- mg/l 0,1 0,2 0,3 0,5 tính theo P) 12 Xyanua (CN-) mg/l 0,05 0,05 0,05 0,05 13 Asen (As) mg/l 0,01 0,02 0,05 0,1 14 Cadimi (Cd) mg/l 0,005 0,005 0,01 0,01 15 Chì (Pb) mg/l 0,02 0,02 0,05 0,05 16 Crom VI (Cr6+) mg/l 0,01 0,02 0,04 0,05 17 Tổng Crom mg/l 0,05 0,1 0,5 1 18 Đồng (Cu) mg/l 0,1 0,2 0,5 1 19 Kẽm (Zn) mg/l 0,5 1,0 1,5 2 20 Niken (Ni) mg/l 0,1 0,1 0,1 0,1 21 Mangan (Mn) mg/l 0,1 0,2 0,5 1 22 Thủy ngân (Hg) mg/l 0,001 0,001 0,001 0,002 23 Sắt (Fe) mg/l 0,5 1 1,5 2 24 Chất hoạt động bề mg/l 0,1 0,2 0,4 0,5 mặt 25 Aldrin µg/l 0,1 0,1 0,1 0,1 Benzene 26 hexachloride µg/l 0,02 0,02 0,02 0,02 (BHC) 27 Dieldrin µg/l 0,1 0,1 0,1 0,1 Tổng Dichloro 28 diphenyl µg/l 1,0 1,0 1,0 1,0 trichloroethane (DDTS) 78
Giá trị giới hạn TT Thông số Đơn vị A B A1 A2 B1 B2 29 Heptachlor & µg/l 0,2 0,2 0,2 0,2 Heptachlorepoxide 30 Tổng Phenol mg/l 0,005 0,005 0,01 0,02 31 Tổng dầu, mỡ mg/l 0,3 0,5 1 1
(oils & grease) Tổng các bon hữu 32 cơ mg/l 4 - - - (Total Organic Carbon, TOC) 33 Tổng hoạt độ Bq/I 0,1 0,1 0,1 0,1 phóng xạ α 34 Tổng hoạt độ Bq/I 1,0 1,0 1,0 1,0 phóng xạ β MPN hoặc 35 Coliform CFU /100 2500 5000 7500 10000 ml MPN hoặc 36 E.coli CFU /100 20 50 100 200 ml Ghi chú:
A1- dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt sau khi áp dụng lý thông thường , bảo t n động thực vật thủy sinh và các mục đích khác như loại A2, B1 và B2.
A2 - D ng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ lý ph hợp hoặc các mục đích s dụng như loại B1 và B2.
B1- D ng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi hoặc các mục đích s dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc các mục đích s dụng như loại B2.
PHỤ LỤC 2 – Vị trí các điểm quan trắc CLN trong luận văn
STT Tên điểm quan Đặc điểm nơi quan trắc Vị trí lấy mẫu
trắc Kinh độ Vĩ độ