CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.2. Kết quả mô hình chất lượng nước tại khu vực nghiên cứu
3.2.2. Tải lượng ô nhiễm và phân bố tải lượng ô nhiễm COD trên lưu vực sông Nhuệ - Đáy
a. Ước tính tải lượng ô nhiễm
Tải lượng ô nhiễm hiện có trên sông, nguồn tải lượng này bao gồm tải lượng sẵn có (tính từ đầu nguồn) và tải lượng được bổ sung khi con sông chảy qua khu vực nghiên cứu. Tải lượng ô nhiễm hiện có được xác định dựa trên kết quả nội suy từ mô hình chất lượng nước, giá trị lưu lượng và nồng độ được lấy giá trị trung vị từ chuỗi số liệu chạy ra được từ mô hình.
Kết quả tính toán lưu lượng nước trên sông tại khu vực nghiên cứu:
Hình 3.9. Đồ thị lưu lượng nước trên sông giai đoạn 2015 - 2017, giá trị trung vị của lưu lượng: mQ = 180,8 m3/s
-100 0 100 200 300 400 500 600 700
2/1/2015 0:00 26-1-2015 00:00:00 19-2-2015 00:00:00 15-3-2015 00:00:00 8/4/2015 0:00 2/5/2015 0:00 26-5-2015 00:00:00 19-6-2015 00:00:00 13-7-2015 00:00:00 6/8/2015 0:00 30-8-2015 00:00:00 23-9-2015 00:00:00 17-10-2015 00:00:00 10/11/2015 0:00 4/12/2015 0:00 28-12-2015 00:00:00 21-1-2016 00:00:00 14-2-2016 00:00:00 9/3/2016 0:00 2/4/2016 0:00 26-4-2016 00:00:00 20-5-2016 00:00:00 13-6-2016 00:00:00 7/7/2016 0:00 31-7-2016 00:00:00 24-8-2016 00:00:00 17-9-2016 00:00:00 11/10/2016 0:00 4/11/2016 0:00 28-11-2016 00:00:00 22-12-2016 00:00:00 15-1-2017 00:00:00 8/2/2017 0:00 4/3/2017 0:00 28-3-2017 00:00:00 21-4-2017 00:00:00 15-5-2017 00:00:00
Lưu lượng m3/s
Hình 3.10. Đồ thị nồng độ hiện có COD trên sông giai đoạn 2015 - 2017, với giá trị trung vị: mCOD = 18.2 mg/l
Tải lƣợng ô nhiễm hiện có trên sông:
TL = mQ x mCOD x 86,4.10-3 Trong đó 86,4.10-3 là hệ số quy đổi đơn vị ra tấn/ ngày.
Tải lượng hiện có trên sông:
Tải lƣợng (COD) = 180,8 x 18,2 x 86,4.10-3 = 284.3 tấn/ngày
Áp dụng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt với điều kiện lưu lượng hiện có các mức tải lượng theo QCVN 08 đối với đoạn sông nghiên cứu:
Bảng 3.5: Tải lƣợng theo QCVN08-MT:2015-BTNMT
Tiêu chuẩn A1 A2 B1 B2
COD (tấn/ngày) 156.21 234.32 468.63 781.06
Nhận xét thấy, hiện nay tải lượng các thông số COD trên đoạn sông nghiên cứu đều nằm trên ngưỡng A1, A2 và dưới mức B1, B2 theo QCVN.
Tải lượng COD cần tăng/giảm đáp ứng các ngưỡng tiêu chuẩn:
0 10000000 20000000 30000000 40000000 50000000 60000000
2/1/2015 0:00 28-1-2015 00:00:00 23-2-2015 00:00:00 21-3-2015 00:00:00 16-4-2015 00:00:00 12/5/2015 0:00 7/6/2015 0:00 3/7/2015 0:00 29-7-2015 00:00:00 24-8-2015 00:00:00 19-9-2015 00:00:00 15-10-2015 00:00:00 10/11/2015 0:00 6/12/2015 0:00 1/1/2016 0:00 27-1-2016 00:00:00 22-2-2016 00:00:00 19-3-2016 00:00:00 14-4-2016 00:00:00 10/5/2016 0:00 5/6/2016 0:00 1/7/2016 0:00 27-7-2016 00:00:00 22-8-2016 00:00:00 17-9-2016 00:00:00 13-10-2016 00:00:00 8/11/2016 0:00 4/12/2016 0:00 30-12-2016 00:00:00 25-1-2017 00:00:00 20-2-2017 00:00:00 18-3-2017 00:00:00 13-4-2017 00:00:00 9/5/2017 0:00
Nồng độ COD (àg/m3)
Base A1 A2 B1 B2
Bảng 3.6: Tải lƣợng theo QCVN08-MT:2015-BTNMT
Tiêu chuẩn A1 A2 B1 B2
COD (tấn/ngày) 156.21 234.32 468.63 781.06
COD (tấn/ ngày) hiện có 284.3 284.3 284.3 284.3
COD cần tăng -128.1 -49.98 184.33 496.76
Căn cứ các mục tiêu chất lượng nước theo các mức tiêu chuẩn (COD) của QCVN08 cho đoạn sông nghiên cứu, TMDL (tải lượng ô nhiễm tối đa) sẽ được xác định bởi các điều kiện đầu vào của mô hình MIKE 11, sau khi được nội duy bởi mô hình ước lượng được tải lượng ô nhiễm của các kịch bản thỏa mãn các tiêu chuẩn chất lượng nước A1, A2, B1, B2.
Với các tiêu chuẩn chất lượng nước mức A1, A2, B1, B2, bằng Mô hình Mike11 Đề tài đã xây dựng các kịch bản khác nhau:
Hình 3.11. Các kịch bản tính toán mô hình cho COD
Trong đó đường màu đen thể hiện giá trị hiện thời nồng độ COD trong giai đoạn 01/01/2015 tới 16/5/2017, giá trị trung vị COD tương ứng là 18.2 mg/l. Với kịch bản giảm tải lượng 46% thể hiện đường màu xanh trên đồ thị, giá trị trung vị
COD tương ứng khi này đạt 10 mg/l tương ứng với tiêu chuẩn A1 (theo QCVN 08).
Đường giá trị COD khi giảm các điều kiện đầu vào 18% (0.72 tải lượng ban đầu) màu xanh lơ với giá trị trung vị COD tương ứng: 20 mg/l mức A2 theo tiêu chuẩn QCVN 08. Sau khi tăng tải lượng của các nguồn thải 66% (1.66), kết quả mô hình tính toán giá trị COD tương ứng lại đường màu cam thể hiện nồng độ ô nhiễm COD trên sông đạt mức B1, tương tự như vậy khi tăng các giá trị đầu vào (nguồn đóng góp tải lượng) lên 2,79 lần giá trị COD khi này được thể hiện trên biểu đồ là đường màu đỏ tương ứng với mức ô nhiễm B2.
b. Phân bố thải lượng ô nhiễm của các nguồn thải
Thải lượng đóng góp của các nguồn hiện có trên sông (WLA):
Bảng 3.7: Tải lƣợng ô nhiễm nguồn điểm
Nguồn điểm COD (àg/l) Q (m3/s) COD (kg/ngày)
Sub 1 53916700 0.026551 123.6850219
Sub 2 529484000 0.004336 198.3813891
Sub 3 239661500 0.004094 84.78256021
Sub 4 63612950 0.051669 283.9799339
Sub 15 42333300 0.004666 17.06722599
Sub 16 134710000 0.004918 57.2379988
Tổng 765.1341299
Thải lượng đóng góp của các nguồn thải dạng diện được tính toán từ nguồn thải dân cư, nông nghiệp chăn nuôi, trồng trọt của 16 khu vực nhỏ (sub) bao gồm 184 xã, thị trấn dọc lưu vực sông cần tính toán:
Bảng 3.8: Tải lƣợng ô nhiễm nguồn diện
Nguồn diện COD (àg/l) Q (m3/s) COD (kg/ngày)
ND 01 7306111 0.051 32.19364751
ND 02 3314879 0.0854 24.45903359
ND 03 3327646.4 0.1157 33.26475068
ND 04 4992288.7 0.1331 57.41052128
ND 05 4948279.3 0.1295 55.36530743
ND 06 4269054.6 0.1314 48.46640611
ND 07 5107339.2 0.1421 62.70505059
ND 08 3067740.2 0.1553 41.16269258
ND 09 2653348.7 0.168 38.51388705
ND 10 4248880.8 0.1648 60.49862402
ND 11 2791292 0.1945 46.9071038
ND 12 1773871.4 0.1361 20.85902475
ND 13 1884796.8 0.1325 21.57715377
ND 14 1557973.4 0.1783 24.00076718
ND 15 2447260 0.1579 33.38689139
ND 16 3332923.4 0.1703 49.04036827
Tổng 207.7038272
c. Phân bổ thải lượng cho nguồn thải đạt tiêu chuẩn A1
Bảng 3.9: Phân bổ tải lƣợng nguồn điểm mức A1
Nguồn điểm Hiện có Cần giảm Mục tiêu COD (kg/ngày)
Sub 1 123.69 56.9 66.79
Sub 2 198.38 91.26 107.12
Sub 3 84.78 39 45.78
Sub 4 283.98 130.63 153.35
Sub 15 17.07 7.85 9.22
Sub 16 57.24 26.33 30.91
Tổng 765.13 351.97 413.16
Bảng 3.10: Phân bổ tải lƣợng nguồn diện mức A1
Nguồn diện Hiện có Cần giảm Mục tiêu COD (kg/ngày)
ND 01 32.19 14.81 17.38
ND 02 24.46 11.25 13.21
ND 03 33.26 15.3 17.96
ND 04 57.41 26.41 31
ND 05 55.37 25.47 29.9
ND 06 48.47 22.29 26.18
ND 07 62.71 28.84 33.87
ND 08 41.16 18.93 22.23
ND 09 38.51 17.72 20.79
ND 10 60.5 27.83 32.67
ND 11 46.91 21.58 25.33
ND 12 20.86 9.6 11.26
ND 13 21.58 9.93 11.65
ND 14 24 11.04 12.96
ND 15 33.39 15.36 18.03
ND 16 49.04 22.56 26.48
Tổng 649.81 298.91 350.9
d. Phân bổ thải lượng cho nguồn thải đạt tiêu chuẩn A2
Bảng 3.11: Phân bổ tải lƣợng nguồn điểm mức A2
Nguồn điểm Hiện có Cần giảm Mục tiêu COD (kg/ngày)
Sub 1 123.69 22.2642 101.4258
Sub 2 198.38 35.7084 162.6716
Sub 3 84.78 15.2604 69.5196
Sub 4 283.98 51.1164 232.8636
Sub 15 17.07 3.0726 13.9974
Sub 16 57.24 10.3032 46.9368
Tổng 765.13 137.7252 627.4048
Bảng 3.12: Phân bổ tải lƣợng nguồn diện mức A2
Nguồn diện Hiện có Cần giảm Mục tiêu COD (kg/ngày)
ND 01 32.19 5.7942 26.3958
ND 02 24.46 4.4028 20.0572
ND 03 33.26 5.9868 27.2732
ND 04 57.41 10.3338 47.0762
ND 05 55.37 9.9666 45.4034
ND 06 48.47 8.7246 39.7454
ND 07 62.71 11.2878 51.4222
ND 08 41.16 7.4088 33.7512
ND 09 38.51 6.9318 31.5782
ND 10 60.5 10.89 49.61
ND 11 46.91 8.4438 38.4662
ND 12 20.86 3.7548 17.1052
ND 13 21.58 3.8844 17.6956
ND 14 24 4.32 19.68
ND 15 33.39 6.0102 27.3798
ND 16 49.04 8.8272 40.2128
Tổng 649.81 116.9676 532.8524
e. Phân bổ thải lượng cho nguồn thải đạt tiêu chuẩn B1
Bảng 3.13: Phân bổ tải lƣợng nguồn điểm mức B1
Nguồn điểm Hiện có Cần tăng Mục tiêu COD (kg/ngày)
Sub 1 123.69 81.6354 42.0546
Sub 2 198.38 130.9308 67.4492
Sub 3 84.78 55.9548 28.8252
Sub 4 283.98 187.4268 96.5532
Sub 15 17.07 11.2662 5.8038
Sub 16 57.24 37.7784 19.4616
Tổng 765.13 504.9924 260.1376
Bảng 3.14: Phân bổ tải lƣợng nguồn diện mức B1
Nguồn diện Hiện có Cần tăng Mục tiêu COD (kg/ngày)
ND 01 32.19 21.2454 53.4354
ND 02 24.46 16.1436 40.6036
ND 03 33.26 21.9516 55.2116
ND 04 57.41 37.8906 95.3006
ND 05 55.37 36.5442 91.9142
ND 06 48.47 31.9902 80.4602
ND 07 62.71 41.3886 104.0986
ND 08 41.16 27.1656 68.3256
ND 09 38.51 25.4166 63.9266
ND 10 60.5 39.93 100.43
ND 11 46.91 30.9606 77.8706
ND 12 20.86 13.7676 34.6276
ND 13 21.58 14.2428 35.8228
ND 14 24 15.84 39.84
ND 15 33.39 22.0374 55.4274
ND 16 49.04 32.3664 81.4064
Tổng 649.81 428.8812 1078.7012
f. Phân bổ thải lượng cho nguồn thải đạt tiêu chuẩn B2
Bảng 3.15: Phân bổ tải lƣợng nguồn điểm mức B2
Nguồn điểm Hiện có Cần tăng
COD (kg/ngày) COD (kg/ngày)
Sub 1 123.69 345.08
Sub 2 198.38 553.48
Sub 3 84.78 236.54
Sub 4 283.98 792.30
Sub 15 17.07 47.62
Sub 16 57.24 159.69
Tổng 765.13 2134.72
Bảng 3.16: Phân bổ tải lƣợng nguồn diện mức B2
Nguồn diện Hiện có Cần tăng
COD (kg/ngày) COD (kg/ ngày)
ND 01 32.19 89.82
ND 02 24.46 68.24
ND 03 33.26 92.81
ND 04 57.41 160.18
ND 05 55.37 154.47
ND 06 48.47 135.22
ND 07 62.71 174.95
ND 08 41.16 114.84
ND 09 38.51 107.45
ND 10 60.50 168.79
ND 11 46.91 130.87
ND 12 20.86 58.20
ND 13 21.58 60.20
ND 14 24.00 66.96
ND 15 33.39 93.15
ND 16 49.04 136.82
Tổng 649.81 1812.97