CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.2. Cơ sở thực tiễn
1.2.1. Tình hình nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn
nguồn nước trong nước
Ở Việt nam cho đến nay có lẽ chưa có một nghiên cứu nào đầy đủ và toàn diện về vấn đề đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước; tuy nhiên, cũng đã có khá nhiều các nghiên cứu về các khía cạnh có liên quan, đó là các nghiên cứu về: Đánh giá sự xáo trộn của vật chất trong nguồn nước và tính tốn các hệ số khuếch tán; Mơ hình tốn mơ phỏng sự lan truyền chất;
Các q trình biến đổi sinh hóa các chất ơ nhiễm trong nguồn nước, ...
• Về đánh giá sự xáo trộn và hệ số khuyếch tán:
Trong Dự án Nghiên cứu xâm nhập mặn Đồng bằng Sông Cửu long, Giai đoạn 2 (1985-1987) các tác giả Ngơ Thế Khải và Nguyễn Chí Cơng đã có một nghiên cứu về Đánh giá Hệ số khuếch tán mặn tại một số vị trí trên dịng chính Mê kơng [3]; và tiếp đến, trong Giai đoạn 3 (1990-1993) tác giả Nguyễn Chí Cơng đã có nghiên cứu về Đánh giá các điều kiện xáo trộn của hệ thống sông Mêkông [4] và nghiên cứu Một số yếu tố ảnh hưởng đến phân bố mặn trên mặt cắt ngang [5]. Dựa trên việc phân tích các kết quả đo đạc chi tiết về phân bố độ mặn trên các mặt cắt ngang sông và kết hợp với việc mơ phỏng các kết quả đó, các nghiên cứu này đã chỉ ra được mối quan hệ giữa các yếu tố thủy lực và sự phân bố độ mặn theo không gian, đồng thời đánh giá hệ số khuyếch mặn với các điều kiện xáo trộn khác nhau ở hệ thống sông kênh Đồng bằng sông Cửu long. Những kết quả nghiên cứu này có thể tham khảo trong việc đánh giá xáo trộn trong nguồn nước của các chất khó phân hủy như kim loại nặng, TSS, độ mặn, đặc biệt trong những điều kiện xảy ra hiện tượng xáo trộn không đều hoặc phân tầng về nồng độ chất ô nhiễm trong nguồn nước.
• Về xây dựng và ứng dụng mơ hình tốn mơ phỏng sự lan truyền chất:
Từ những năm 1980, PGS Nguyễn Như Khuê là một trong những người đầu tiên ở Việt Nam xây dựng mơ hình thủy lực VRSAP, sau đó đã đưa bài tốn tính xâm nhập mặn vào mơ hình này. Mơ hình VRSAP đã được ứng dụng rộng rãi trên tồn quốc, phục vụ cơng tác quy hoạch nguồn nước và các nghiên cứu khác.
Mơ hình SAL do Nguyễn Tất Đắc xây dựng nhằm tính tốn dịng chảy 1 chiều khơng ổn định trong hệ thống sơng kênh, có những ưu điểm về mô phỏng lan truyền
chất và chất lượng nước. Các phiên bản của SAL đã được sử dụng tính dịng chảy, mặn, phèn trong Qui hoạch tổng thể ĐBSCL; tính qui hoạch lũ cho Đồng bằng, đặc biệt là dự án thoát lũ biển Tây và Qui hoạch lũ Đồng Tháp Mười. Chương trình SALBOD được xây dựng từ những năm cuối thập niên 90, là phiên bản gần đây nhất của SAL, đã mô phỏng lan truyền mặn và chỉ tiêu BOD và DO và dưỡng chất.
Từ đó đến nay, cũng đã có khá nhiều tác giả Việt Nam phát triển lý thuyết và xây dựng các mơ hình tốn để mơ phỏng bài tốn diễn biến chất lượng nước trong sơng. Gần đây, tác giả Trần Đức Hạ có một nghiên cứu là: Mơ hình hóa q trình tự làm sạch nguồn nước sông, hồ đô thị trông điều kiện Việt Nam [6]. Một nghiên cứu nữa là Nghiên cứu xây dựng mơ hình chất lượng nước sơng Hương theo chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học [7] của tác giả Trần Văn Quang xây dựng nhằm đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Hương và dự báo các xu thế biến đổi. Trong nghiên cứu này, một số đặc trưng cơ bản của quá trình lan truyền chất bao gồm: hệ số khuyếch tán, hệ số tốc độ chuyển hóa các chất hữu cơ đã được xác định bằng thực nghiệm.
• Về lĩnh vực ứng dụng mơ hình tốn, đã có rất nhiều các cơ quan, đơn vị tư
vấn và các cá nhân sử dụng các phần mềm thương mại của thế giới để mô phỏng, đánh giá chất lượng nước cho các nghiên cứu, dự án khác nhau. Các phần mềm về chất ươpoiISIS, DUFLOW, WASP, QUAL2E, ... và các phần mềm mơ phỏng q trình sinh hóa mơi trường nước cùng hệ sinh thái thủy sinh là AquaSoft, Aquatox, ...
1.2.2. Tình hình nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải củanguồn nước ngoài nước nguồn nước ngoài nước
Trên thế giới, việc nghiên cứu các điều kiện xáo trộn trong nguồn nước đã có từ lâu. Tài liệu điển hình tổng hợp các kiến thức về vấn đề Xáo trộn trong sông, hồ và vùng ven biển (Mixing in inLands and Coastal Waters) của tác giả Fisher và đồng nghiệp [9] đã tổng hợp khá đầy đủ cơ sở lý thuyết và các trường hợp xáo trộn của vật chất trong các loại nguồn nước mặt.
Trong tài liệu của tác giả Sanders và đồng nghiệp về Thiết kế mạng quan trắc chất lượng nước (Design of Networks for Monitoring Water Quality) [8], có giới thiệu cơ sở lý thuyết và công thức của một số phương pháp đơn giản xác định mức độ và phạm vi lan truyền chất ơ nhiễm trong sơng đối với dịng ổn định. Trong Chương trình hỗ trợ ngành nước WaterSPS của Chính phủ Đan Mạch giúp đỡ Viêt
Nam, các chuyên gia Đan Mạch có giới thiệu một phương pháp đơn giản để đánh giá KNTN cho dịng ổn định, một chiều trong sơng. Phương pháp đơn giản này sử dụng các thông số lưu lượng sông, lưu lượng nước thải và nồng độ chất ơ nhiễm có trong nước thải và có trong nước sơng để tính tốn nồng độ chất ơ nhiễm đã được pha trộn trong sơng.
Cơ sở lý thuyết về hóa mơi trường có thể tìm thấy và được giới thiệu đầy đủ trong tài liệu Hóa học cho Kỹ thuật Mơi trường (Chemistry for Environmental Engineering) của tác giả Sawyer và đồng nghiệp [13].
Đối với mơ hình thủy lực và mơ hình chất lượng nước, những tài liệu điển hình có thể kể đến là Thủy văn ứng dụng (Applied Hydrology) của tác giả Chow [10], Các vấn đề thực hành về Thủy lực sơng ngịi tính tốn (Practical Aspects of Computational River Hydraulics) của Cung [11], Dịng khơng ổn định trong lịng dẫn hở (Unsteady Flow in Open Channels) của Mahmood và Yevjevich [14], Thủy lực lòng dẫn hở (Open-Channel Hydraulics) của French [15], ...
Đối với các phầm mềm như MIKE 11, QUAL2E, DUFLOW đều có sách hướng dẫn giới thiệu cơ sở lý thuyết và cách sử dụng các mơ hình này [12].
Ở Mỹ, việc đánh giá Khả năng đồng hóa (Assimilative Capacity) của nguồn nước là cơ sở cho việc cấp các giấy phép xả nước thải cho các cơ sở xả nước thải, nhà máy xử lý nước thải. Việc đánh giá khả năng đồng hóa nước thải của nguồn nước được dựa trên kết quả tính tổng tải lượng chất ô nhiễm cho phép mà nguồn nước có thể chấp nhận trong một ngày. Trong các cách tính tốn khả năng đồng hóa chất o nhiễm có kể đến hệ số tự làm sạch của nguồn nước (Stream self purification factor). Hệ số tự làm sạch này được xác định cho các lọai nguồn nước sơng có vận tốc và lưu lượng dịng chảy khác nhau. Việc đánh giá khả năng đồng hóa của nguồn nước cịn phụ thuộc vào loại chất ơ nhiễm. Với các chất ơ nhiễm khó phân hủy như kim loại nặng, TSS, pH, độ mặn, việc đánh giá KNTN cần lựa chọn phương pháp đánh giá thích hợp [16].