Kết quả mô phỏng chất lượng nước mặt hiện trạng lưu vực kênh Than
Để mô phỏng hiện trạng chất lượng nước mặt, có thể chọn các điều kiện biên của một năm cụ thể trong thời kỳnày mà năm đó đặc trưng cho tình trạng ơ nhiễm
ở mức độ trầm trọng nhất.
Với kịch bản Mô phỏng chất lượng nước điều kiện hiện trạng (KB1): trên cơ
sở dịng chảy kiệt năm 2010, các nguồn ơ nhiễm được đưa vào tính tốn bằng biên có thuộc tính nguồn thải. Các biên đã xác định trong Bảng 3.3 và các biên của nguồn thải nông nghiệp, dịch vụ - tiểu thủ công nghiệp ở trên ứng với lưu lượng xác
định cho năm 2010 sẽ được đưa vào tính tốn. Kết quả tính tốn chất lượng nước mức 3 Ecolab bao gồm các thông số chất lượng nước DO, nhiệt độ, amoni, nitrat, BOD5 có tính đến q trình phân huỷ chất hữu cơ (độ sụt giảm BOD), quá trình thu nạp ơxy từ khơng khí vào nước, q trình nitơ hố (nitrification) trong nước và tại mọi thời điểm và mọi vị trí trên hệ thống lưu vực kênh Than. Chi tiết kết quảđược thể hiện trên các Hình 3.15 - 3.17.
Hình 3.16. Diễn biến giá trị BOD5 tại một số vị trí trên kênh Than (KB1)
Hình 3.17. Diễn biến giá trị NH4+ tại một số vị trí trên kênh Than (KB1)
Hình 3.18. Diễn biến giá trị NO3- tại một số vị trí trên kênh Than (KB1)
18-10-1999 23-10-1999 28-10-1999 2-11-1999 7-11-1999 12-11-1999 17-11-1999 22-11-1999 27-11-1999 2-12-1999 7-12-1999 12-12-1999 -30000.0 -20000.0 -10000.0 0.0 10000.0 20000.0 30000.0 40000.0 50000.0 60000.0 70000.0 80000.0 90000.0 100000.0 110000.0 120000.0
[mu-g/m^3] Dien bien ham luong NH4+ doc luu vuc kenh Than Concentration
KENH THAN 0.00 AMMONIA KENH THAN 13704.66 AMMONIA KENH THAN 13821.93 AMMONIA KENH CAU NHOT 6000.00 AMMONIA KENH CAU TRANG 4450.00 AMMONIA KENH CAU TRANG 6000.00 AMMONIA
18-10-1999 23-10-1999 28-10-1999 2-11-1999 7-11-1999 12-11-1999 17-11-1999 22-11-1999 27-11-1999 2-12-1999 7-12-1999 12-12-1999 0.0 50000.0 100000.0 150000.0 200000.0 250000.0 300000.0 350000.0 400000.0 450000.0 500000.0 550000.0 600000.0
[mu-g/m^3] Dien bien ham luong NO3- doc luu vuc kenh Than Concentration
KENH THAN 0.00 NITRATE KENH THAN 7241.42 NITRATE KENH THAN 13821.93 NITRATE KENH CAU NHOT 6000.00 NITRATE KENH CAU TRANG 4450.00 NITRATE KENH CAU TRANG 6000.00 NITRATE
Các kết quả tính tốn cho thấy, so với mức giới hạn quy định cột B1 theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT, lưu vực kênh Than khu vực trước khi đi vào các xã trung tâm vùng huyện (đoạn từ xã Ninh Hải đến Hải Thanh) có giá trị DO, BOD, NH4+, NO3- ít biến động nằm trong Quy chuẩn cho phép; trong khu vực này nguồn
nước thải chủ yếu là nước thải sinh hoạt và nước thải nơng nghiệp có lưu lượng nhỏ
nên nguồn nước ít bị ơ nhiễm.
Tuy nhiên, khi đi qua khu vực các xã trung tâm vùng huyện nơi tiếp nhận một số nguồn nước thải sinh hoạt, hoạt động thương mại, dịch vụ và tiểu thủ công nghiệp giá trị DO và BOD tăng lên đáng kể. Do tại khu vực này nguồn nước thải đổ
vào kênh Than khá lớn đã khiến cho kênh Than mất đi khả năng tự làm sạch. Cụ
thể, tại khu vực xã Ninh Hải, Hải Hịa, Bình Minh, thị trấn Tĩnh Gia và Hải Thanh những vị trí cuối của các kênh tiêu Cẩm Lệ, Đồng Chìa, Cầu Nhớt, Cầu Trắng có giá trị DO từ 1,0 - 3,7 mg O2/L (Hình 3.15) thấp hơn nhiều so với mức giới hạn quy
định theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Đặc biệt giá trị BOD5 từ 16 - 20 mg O2/L (Hình 3.16) lần lượt tại các vị trí nhập lưu với sơng n và cầu Đị Bè điểm gần cuối tuyến kênh Than cao hơn rất nhiều. Các giá trị NH4+, NO3- đều nằm giới hạn cho phép.
Kết luận về mô phỏng đánh giá hiện trạng chất lượng nước lưu vực kênh Than
Về tính tốn mơ hình: Các kết quả tính tốn nhìn chung bằng hoặc gần bằng với giá trị giám sát chất lượng nước 4 chỉ tiêu DO, BOD5, NH4+, NO3- mà luận văn
thu thập được. Do vậy, bước đầu khẳng định mơ hình đã tính tốn q trình phân
huỷ các chất ô nhiễm trên hệ thống lưu vực kênh Than là tương đối đúng với thực tế. Do vậy có thể sử dụng bộ thơng số mơ hình chất lượng ứng vớỉ kịch bản mô phỏng hiện trạng để tính tốn cho kịch bản 2 dự báo chất lượng nước năm 2020 đến
năm 2030.
Chất lượng nước trên dịng chính kênh Than mùa kiệt phía thượng lưu nhìn
chung vẫn chưa bị ơ nhiễm nhiều. Tuy nhiên, vùng đi qua khu vực Đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia và phần hạ du nơi có một số nguồn nước thải tiểu thủ công
nghiệp, giá trị DO < 4 mg O2/L thấp hơn nhiều QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Đặc biệt giá trị BOD5 cao hơn khoảng 1,5 lần.
Kết quả tính tốn kịch bản ơ nhiễm đến năm 2020 và 2030
Theo Dự báo đến năm 2020 và 2030 lượng nước thải đô thị, tiểu thủ công nghiệp và nông nghiệp tiếp tục gia tăng. Trong tương lai, lượng nước thải có thể được xử lý hoặc có thể chỉ được xử lý một phần, giả thiết theo các kịch bản như
sau: Thơng tin quy hoạch thốt nước khu vực huyện Tĩnh Gia giai đoạn 2020-2030
có đặc điểm dân sốước tính như trong Bảng 3.4.
Bảng 3.4. Dân số các xã Đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia theo quy hoạch
STT Khu vực thoát nước 2015 (người)Dân số năm 2020 (người)Dân số năm 2030 (người)Dân số năm
1 Thị trấn Tĩnh Gia 6312 6867 7471
2 Xã Hải Hòa 8414 9154 9959
3 Xã Hải Thanh 17327 18211 19812
4 Xã Ninh Hải 5470 5749 6255
5 Xã Bình Minh 6293 6614 7196
Kịch bản lượng nước thải tăng theo quy hoạch nhưng không được xử lý (KB2)
Mục tiêu xây dụng: xác định bộ thông số chất lượng nước phù hợp nhất cho khu vực nghiên cứu. Do hạn chế về thời gian và tài liệu chất lượng nước nên trong nghiên cứu này tác giả chỉ tập trung vào tính tốn một số chỉ tiêu chất lượng nước
cơ bản quan tâm trong kênh theo thời gian và không gian như DO, BOD5, amoni (NH4+), nitrat (NO3-) tương ứng với các điều kiện biên thủy lực và các nguồn thải.
Dựa trên kết quả của mơ hình thủy lực đã tính tốn ở phần trên. Bài toán chất
lượng nước cho kênh Than được xây dựng tiếp tục như sau:
- Thiết lập các điều kiện biên về chất lượng nước và các nguồn thải đổ vào kênh: (i) các thông số chất lượng nước tại các biên trên (các vị trí quan trắc), (ii) thơng số chất lượng nước tại các biên dưới, (iii) vị trí và nồng độ, lưu lượng các nguồn xả thải;
- Hiệu chỉnh mơ hình đểxác định các thơng số phù hợp;
- Sử dụng mơ hình với các thông số mới được xác định để mô phỏng thủy lực và chất lượng nước theo không gian, thời gian với các điều kiện biên thích hợp
Xét trường hợp mực nước tần suất 10% so với mực nước lớn và xét chất
lượng nước theo tiêu chí dùng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi cho các kết quả như sau:
1. Giá trị DO
- Năm 2020: Kết quả tính tốn và dự báo cho thấy giá trị DO trên kênh Than
có 2 đoạn kênh nhỏ hơn 3,5 mg O2/L, thuộc các khu vực Cống Đò Bè và khu vực Cầu Đị Bè. Cụ thể, các giá trị tính tốn được sau 3 ngày đầu giảm dần lần lượt là 3,4 - 1,7 - 0,05 mg O2/L. Hầu hết các khu vực khác giá trị DO ổn định và cao nằm trong giới hạn quy định cột B1 theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Kết quả được thể hiện trên Hình 3.19.
- Đến năm 2030, giá trị DO giảm so với năm 2020 khoảng 0,8 lần, mức độ ô nhiễm gia tăng.
Hình 3.19. Diễn biến giá trị DO (< 3,5 mg/L) tại vị trí cống Đị Bè (KB2)
2. Giá trị BOD5
- Năm 2020, BOD5 trên kênh Than có sự khác nhau về giá trị BOD5, nhưng tất cả các khu vực đều có giá trị vượt ngưỡng, điển hình cao nhất thuộc khu vực Cầu Đò Bè vượt gấp 1,3 lần mức cho phép theo quy chuẩn. Cụ thể, giá trị tính tốn
được là 19 mg O2/L. Kết quảđược thể hiện trên Hình 3.20.
- Đến năm 2030, BOD5 tăng trung bình cả đoạn kênh khoảng 1,2 lần so với
năm 2020.
Hình 3.20. Diễn biến giá trị BOD5 (dao động từ 16 - >20 mg/L) tại vị trí cống Đị Bè (KB2)
3. Giá trị NH4+, NO3-
Năm 2020, 2030 giá trị NH4+, NO3- theo kịch bản cao với các điều kiện thiết lập ban đầu của mơ hình đang cho thấy các giá trị đều nằm trong QCVN cho phép. Nhận định, tuyến kênh vẫn giữđược khảnăng tự làm sạch cho các chỉ tiêu này. Các kết quả mô phỏng được thể hiện như trên các Hình 3.21 và 3.22.
Nhận xét chung: Đối với trường hợp lượng nước thải tăng theo quy hoạch
nhưng khơng được xử lý thì chất lượng nước xấu đi là điều không tránh khỏi. Tuy
nhiên để đánh giá mức độ và xu hướng thay đổi chất lượng theo cấp số nhân hay cấp số cộng thì cần có những kịch bản nhiều hơn và đa dạng hơn nữa để làm sáng tỏ
những vấn đề này. Luận văn đã xây dựng một kịch bản nhằm đánh giá tiêu chí có xu hướng xảy ra khả thi nhất để có phương án xây dựng một hệ thống thu gom và xửlý nước thải cho trung tâm thị trấn Tĩnh Gia một cách hợp lý.
Hình 3.21. Diễn biến giá trị NH4+ (theo KB2)
Hình 3.22. Diễn biến giá trị NO3- (theo KB2)
3.3. Đề xuất hệ thống công nghệ thu gom và xửlý nước thải cho trung tâm thị
trấn Tĩnh Gia
3.3.1. Sơ đồ công nghệ, thiết bị
Nước thải: nước thải từ các hộgia đình, các cửa hàng dịch vụ, sản xuất nhỏ,
các cơ quan công sở, công cộng,… sẽ được thu gom vào hệ thống thốt nước thải thơng qua các hố ga đấu nối rồi được dẫn qua hệ thống cống chính thu gom nước thải về trạm bơm nước thải và về trạm xử lý.