Môi hình đánh giá ô nhiễm hồ chứa

Hồ được định nghĩa là thủy vực giới hạn bởi bờ, có thể khép kín hoặc không khép kín. Theo độ sâu hồ được chia thành hai loại: hồ nông và hồ sâu.

Chương 1: GIỚI THIỆU

Hiện nay, ô nhiễm môi trường đang là vấn đề báo động song hành với sựphát triển kinh tế xã hội, đặc biệt tại các quốc gia đang phát triển Tại nhiều nơi,chất lượng nước, đất, không khí suy giảm nhanh chóng vượt qua khả năng tựlàm sạch tự nhiên

Trong lĩnh vực khoa học quản lý môi trường và kỹ thuật môi trường,việc quan trắc dự báo diễn biến mọi trường mang tầm quan trọng cho các quyếtđịnh giải quyết vấn đề Tuy nhiên việc đo đạc, quan trắc môi trường rất tốn kémkinh phí và công suất con người Nhằm giảm thiểu khó khăn này, các nhà khoa

học đã và đang tiếp túc phát triển và ứng dụng các mô hình đánh giá chất lượng, ô nhiễm, quản lý môi trường.

“Môi hình đánh giá ô nhiễm hồ chứa” là một trong những thành công

của Mô hình hóa môi trường Mô hình này giúp các nhà quản lý tính toán, dựđoán được mức độ ô nhiễm của hồ ở hiện tại và tương lai

Chương 2: NỘI DUNG

2.1 Giới thiệu về hồ chứa

Hồ được định nghĩa là thủy vực giới hạn bởi bờ, có thể khép kín hoặckhông khép kín Theo độ sâu hồ được chia thành hai loại: hồ nông và hồ sâu

 Hồ nông có độ sâu dưới 7 m có điều kiện quang hợp tốt; khả năngphú dưỡng cao

 Hồ sâu có độ sâu trên 7 m nơi chế độ phân tầng về nhiệt độ, chất dinhdưỡng và oxy rõ rệt

Mô hình hóa chất lượng nước trong hồ (lake) và hồ chứa (reservoir) có sựkhác biệt so với mô hình hóa chất lượng nước sông, cửa sông hoặc bờ biển Tuymục đích sử dụng của nước hồ tương tự nước sông như cung cấp các tiện nghi,thủy sản và cấp nước, nhưng những đặc điểm môi trường của hồ chứa tạo nên

sự khác biệt rất lớn so với kênh sông nơi có dòng chảy

Phần lớn mô hình hồ và hồ chứa đều liên quan tới sự phân tầng nhiệt vàphú dưỡng, sự quan tâm về BOD/DO có vị trí quan trọng thứ hai, tảo được quantâm nhiều hơn so với vi khuẩn

Hình 2.1: Hồ chứa nhu cầu sinh hoạt Hình 2.2: Hồ chứa nhu cầu thủy điện

2.2 Ứng dụng mô hình vào quản lý hồ chứa

2.2.1 Mô Hình Toán Học của thủy động lực học và chất lượng nước trong một hồ chứa nhiệt đới, Đông Bắc Brazil (Braz J Aquat Sci

Technol., 2008, 12(1):19-30.)

 Tóm tắt

Araujo, M Costa, M.F.; Aureliano, J.T & Silva, M.A năm 2008 Mô hìnhtoán học của thủy động lực học và chất lượng nước trong một hồ chứa nhiệtđới, vùng Đông Bắc Brazil Braz J Aquat Braz J Aquat Sci Technol.12(1):19-30 ISSN 1808-7035 Hệ thống sông Pirapama trong bangPernambuco, Đông Bắc Brazil, là một trong những nguồn nước lớn cuối cùngcủa nguồn cung cấp nước đầy đủ cho khu vực Hồ chứa được xây dựng để lưutrữ nước để sử dụng trong sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp Tuy nhiên,việc hình thành các hồ chứa sẽ bắt đầu một quá trình vật chất khoáng hữu cơ,dẫn đến hiện tượng phú dưỡng của vùng biển và sự suy giảm nồng độ oxy hòatan, dẫn đến hiện tượng thiếu ôxy gần lòng hồ Hồ nước cũng bị ảnh hưởng bởiyếu tố đầu vào thượng nguồn nước thải sinh hoạt, nông nghiệp và nước thải từcác nhà máy mía đường và chưng cất Công việc này được áp dụng một cách

tiếp cận một chiều thẳng đứng (CE-Qual-R1) để mô phỏng sự hình thành của

các hồ chứa, phân tích các lựa chọn các hoạt động thay thế khác nhau Hiệntượng phú dưỡng, thiếu oxy và nhiệt phân tầng tiềm năng đã được nghiên cứu

Dữ liệu chất lượng nước thu được trong 17 tháng được sử dụng để điều chỉnh tỷ

lệ mô hình và các thông số Sau khi mô hình đã được hiệu chuẩn, xác nhận, kịchbản giả định hoạt động được mô phỏng, có cách tính lượng nước bơm vào hay

xả thải ra Điều kiện thiếu ôxy mạnh (DO nồng độ nhỏ hơn 1,0 mg.L-1), liênquan đến hiện tượng phú dưỡng cao (PO4 cao và nồng độ chất diệp lục trong hồcao), đã được tìm thấy trong tất cả các kịch bản mô phỏng Về chất lượngnướctrong hồ chứa, việc sử dụng các cửa thoát nước ở đáy hồ làm cho chấtlượng nước tốt hơn, vì nó làm cho các vùng nước thiếu ôxy từ các lớp sâu nhấtcủa hồ chứa thoát ra ngoài dễ dàng Tuy nhiên, những hoạt động này làm chochất lượng nước hạ lưu hồ chứa bị tổn hại

Từ khóa: hồ chứa năng động, hiện tượng phú dưỡng, lưu vực sông Pirapama,

mô hình CE-Qual-R1

 Giới thiệu

Do thời gian hạn hán dữ dội và kéo dài dân số của khu vực RecifeMetropolitan đã buộc chịu đựng thời gian thiếu nước nước nghiêm trọng Lưuvực sông Pirapama được coi là một trong những nguồn nước lớn cuối cùng cósẵn trong bang Pernambuco Chính phủ Nhà nước xác định xây dựng một hồchứa đặt tại sông Pirapama để tăng nguồn nước cho nông nghiệp đô thị, dân cư

và công nghiệp Con đập trên sông Pirapama đã được lên kế hoạch xây dựng cóthể để phù hợp với nhu cầu trong khu vực Con đập đã được hoạt động từ năm2011

Do sự phân tầng (nhiệt, hóa học hoặc thủy lực) vùng nước sâu nhấtcủa hồ chứa tạo điều kiện cho các loài vi khuẩn hoạt động dẫn đến sự thiếu oxy Vi khuẩn hoạt động có thể sản xuất các loại khí chẳng hạn như sulphua và khímê-tan có thể gây ra sự ăn mòn của cơ cấu đập, đường ống thủy lực và máymóc thiết bị cung cấp nước Do đó, nhân viên môi trường cần có biện pháp khắcphục rủi ro (Heide, 1982) Để giảm những tổn hại đã được xem xét nhiều lầntrong thiết kế và xây dựng hồ chứa (Hernandez et al, 1989; Araujo et al,1990.Wu và cộng sự, 1996).

Trong bài báo này, mô hình toán học CE-Qual-R1 (USACE / WES,1986) được sử dụng để suy ra sự thay đổi chất lượng nước trong hồ Pirapama,nước vào hồ chứa và giai đoạn ổn định Sự ảnh hưởng của hoạt động khác nhaucũng được kiểm tra chặt chẽ Trong phần đầu của nghiên cứu, kết quả mô hìnhđược so sánh với các dữ liệu chất lượng nước như là một cách để điều chỉnh môhình tỷ lệ và các thông số Sau đó, hai trường hợp giả thuyết được mô phỏng.Những tình huống này cho phép khám phá loại bỏ chất dư thừa chảy ra hồthông qua hai cấu trúc đập khác nhau trên hồ chứa

 Mô hình chất lượng nước và quản lý hồ chứa

Trong nỗ lực cuối cùng đáng kể, các nhà khoa học đã đóng góp trongviệc phát triển các mô hình toán học để dự đoán trạng thái phú dưỡng của tựnhiên và nhân tạo trong hồ như các chức năng của đầu vào chất dinh dưỡng(Jørgensen, 1986; Jørgensen & Bendoricchio, 2001) Các tác phẩm của Chen &Orlob (1972) và Di Toro et al (1971) đại diện trong lĩnh vực các mô hình củahiện tượng phú dưỡng Sau khi các mô hình chất lượng nước đầu tiên đã đượcnghiên cứu , rất nhiều mô hình mới các công cụ mới đã nhanh chóng phát triểnvới định hướng chủ yếu là ứng dụng thực tế cho quản lý môi trường Nyholm(1978), ví dụ phát triển một mô hình cho sự tăng trưởng thực vật phù du, phốtpho và nitơ trong hiện tượng phú dưỡng hồ chứa Mô hình này đã được sử dụng

để mô phỏng một chu kỳ dinh dưỡng 1-năm ở 12 hồ khác nhau tại Đan Mạch,như là một phần của việc khảo sát chất lượng nước được thực hiện bởi Việnchất lượng nước, Đan Mạch Jørgensen et al (1978) xác nhận một mô hình phúdưỡng hóa sử dụng dữ liệu từ cả hai hồ Lyngby và Glumso Mô hình của họ đãđược điều chỉnh trên cơ sở dữ liệu thu được từ các phép đo của hồ Lyngbytrong thời gian 1952-1958 Sau khi xác nhận, mô hình đã được sử dụng để môphỏng những thay đổi của hồ Lyngby trong giai đoạn 1959-1975

Schnoor & OÂ'Connors (1980) cũng sử dụng một mô hình hiệntượng phú dưỡng để điều tra sự phát triển dinh dưỡng của một hồ chứa thờigian ngắn bị bỏ hoang tại Trung tâm Texas, Hoa Kỳ (Hồ Lyndon B Johnson),

và hồ bị bỏ hoang một thời gian dài (Hồ Ontario) Những tác giả áp dụngphương pháp này như một công cụ quản lý cho giới hạn photpho trong 81 hồcủa viện Khảo sát hiện tượng phú dưỡng quốc gia Hoa Kỳ (NES)

Mô hình CE-Qual-R1 đã được sử dụng để đánh giá dữ liệu thu thập tạimột hồ chứa nhỏ trong tình trạng phú dưỡng ở gần Spring Valley, Wisconsin,USA (Wlosinski & Collins, 1985) Dữ liệu thu thập hàng tuần hoặc hai tuầnmột lần vào năm 1981 và 1982 đã được sử dụng như là một cơ sở cho việc hiệuchuẩn và xác nhận việc mô phỏng so sánh hơn 3200 giá trị đo được so với dựđoán, trong 20 biến số khác nhau, được thực hiện cho từng năm Kết quả chỉ rarằng mô hình có thể dự đoán thời gian biến đổi của chất lượng nước tại hồchứa.

Tundisi (1990) xác định và mô tả một số đặc điểm cơ bản của vùng nhiệtđới và cận nhiệt đới của các hồ chứa nước ở Nam Mỹ rất cần thiết sử dụng môhình hóa Tác giả cho rằng kích thước, khối lượng và quy mô của các hệ sinhthái nhân tạo lớn rất tiện cho việc thực hiện của một số phương pháp phươngpháp tiếp cận hữu ích bằng các các mô hình, bao gồm cả hải dương học kỹ thuật

và sử dụng chuyên sâu của hình ảnh vệ tinh Đồng thời, nó được nhấn mạnhrằng đó là cần thiết để xem xét khả năng phục hồi của sông, chất lượng nước sửdụng và các yêu cầu chế độ dòng chảy trong khu vực hạ lưu Trong cùng năm

đó, Araujo et al (1990) sử dụng mô hình CE-Qual-R1 để phân tích tính hữudụng và tính khả thi của cơ cấu thủy lực trong việc cho phép quản lý thủ tục đểkiểm soát chất lượng nước hồ chứa Một ví dụ là nghiên cứu về tính khả thi củamột ống dẫn phía dưới hồ nhằm cải thiện chất lượng nước Hồ chứa CachoeiraPorteira, Brazil Các mô phỏng liên quan đến bốn giả thuyết khác nhau, với việcxem xét tỷ lệ lưu lượng khác nhau thông qua một cống thoát phía dưới Cácthay đổi xu hướng chất lượng hồ chứa nước đã được phân tích, nhấn mạnhcường độ của sự phân tầng, hiện tượng phú dưỡng, và thiếu ôxy do thảm thựcvật tự nhiên bị ngập ún Kết quả cho thấy, cần xem xét cẩn thận vị trí đặt ốngdẫn từ khâu thiết kế đến lúc vận hành hồ chứa

 Tư liệu và phương pháp

Lưu vực sông Pirapama, bang Pernambuco, Brazil, diện tích bề mặt 600

km2 (Hình 2.3) Sông đầu nguồn dài 450m, và các dòng sông chạy dài khoảng

80 km cho đến Đại Tây Dương (Araujo et al, 1999)

Hình 2.3: Bang Pernambuco, Brazil với diện tích bề mặt 600 km 2

Khí hậu nhiệt đới, ẩm ướt và ấm áp, và nhiệt độ trung bình là

26 ± 2.8oC Lượng bốc hơi và lượng mưa hàng năm tương ứng là 1,5 m và 1,2

m Vùng thuỷ văn đặc trưng bởi hai giai đoạn được xác định rõ: một mùa khô(tháng 9 – tháng 3, lượng mưa hàng tháng khoảng 0.06m và lượng bốc hơi

>0.06m) và mùa mưa (tháng 3 – tháng 9, lượng mưa và bốc hơi tương đối bằngnhau) Lưu vực tiếp nhận lượng nước lớn từ nông nghiệp và công nghiệp khôngđược xử lí, hoặc được xử lý một phần Các vùng thấp được bao quanh bởi rừngngập mặn có chất lượng tương đối tốt Các tính năng chính của hồ chứaPirapama được trình bày trong Bảng 2.1

Bảng 2.1: Các tính năng chính của hồ chứa Pirapama

Cấu trúc bơm nước Thấp hơn: 28,5mTrên cao: 39,1m

CE-Qual-R1 (Quân đoàn kỹ sư, Qual loạt mô hình 1-D cho Hồ chứa) làmột mô hình toán học thực hiện bởi các trạm thí nghiệm Đường thủy, do đoàn

kỹ sư quân đội Hoa Kỳ đảm nhiệm(Wlosinski & Collins 1985; USACE / WES,1986) Cấu trúc của nó được đặc trưng bởi một cách tiếp cận theo chiều dọcmột chiều áp dụng cho các hồ chứa, khái niệm như một chuỗi các lớp nước có

độ dày phụ thuộc vào dòng chảy (Hình 2.4) Nó có thể được sử dụng để giúpcải thiện chất lượng nước trong hồ chứa và trong hạ lưu dòng chảy

Hình 2.4: Mô phỏng hình học của một hồ chứa và các cơ chế vận chuyển khối

lượng trong mô hình CE-Qual-R1

Công thức bảo toàn khối lượng trong mô hình CE-Qual-R1 :

cơ, orthophosphate, ammonia (nitrite + nitrat), carbon, động vật phù du, pH,carbon dioxide và feacal coliforms

Đại diện vật lý của hồ chứa cũng được thể hiện đầy đủ bằng cách sửdụng công cụ này Một chức năng được sử dụng để tính toán hiệu quả các hồchứa khu vực Pirapama như là một chức năng về độ cao từ MSL Một tươngquan hệ số 0,97 đã thu được bằng cách sử dụng sáu mươi điểm vối độ cao khácnhau trong khu vực nghiên cứu Đập hồ chứa được thiết kế có kiểm soát cửa xả,cung cấp nước đường ống dẫn, và một ống dẫn ở phía dưới

Một loạt dòng chảy hàng tháng trong 64 năm đã được phân tích để cóđược một dòng chảy trung bình dài hạn được sử dụng để thiết lập điều kiệnranh giới thượng lưu cho tất cả các kịch bản mô phỏng (Bảng 2.2) Một chu kì 4năm và dữ liệu chất lượng nước được thu thập từ 2 trạm lấy mẫu.Các trạm lấymẫu PP2-20 thu thập dữ liệu điều kiện biên thượng nguồn (Bảng 3) và trạm

PP2-50, nằm ở các phần sâu hơn gần đập Dữ liệu trung bình hàng ngày thuđược từ hai trạm khí tượng trong khu vực (IPA / LAMEPE, 2000), tạo điều kiện

và cơ sở dữ liệu để hiệu chỉnh mô hình

Bảng 2.2: Mô phỏng các kịch bản của hồ chứa Pirapama.

( độ cao, MSL) ( độ cao, MSL)Hiệu chuẩn Trên ống dẫn (39,1m) Đập tràn (45,7m)

Dự báo mô phỏng 1 - FS1 Dưới ống dẫn (25,5m) Đập tràn (45,7m)

Dự báo mô phỏng 2 – FS2 Trên ống dẫn (39,1m) Dưới ống dẫn (23m)

Bảng 2.3: Số liệu các biến số: Tối thiểu, tối đa và các giá trị trung bình được trình bày, với thời gian tương ứng của nó (tháng)

 Chương trình hồ chứa với tất cả các mô phỏng dựa trên các bước sau:

- Chương trình hồ chứa bắt đầu từ ngày đầu tiên mùa mưa (ngày 01 tháng

 Kết quả và thảo luận

Kết quả mô phỏng được phân tích xem xét chất lượng nước hồ chứa biếnthể Việc lựa chọn các thông số cần thiết nhằm cho phép một số lượngxác định các cơ chế chính ảnh hưởng đến chất lượng nước hồ chứa

Kinh nghiệm làm hồ chứa ở các nước nhiệt đới khác, nơi ảnh hưởng củacác tác động nhân tạo đã được nghiên cứu, cho biết sự phổ biến của các quátrình nào đó mà ảnh hưởng đến nước các cơ chế kiểm soát chất lượng nước hồ(Baxter et al, 1965 Heide, năm 1982 Lewis Jr, 1987, Hernandez et al, 1989;Jørgensen & Araujo, 1988; Araujo, năm 1991; Araujo et al Năm 1990; Tundisi,năm 1990; Salas & Martino, năm 1991) đặc biệt chú ý các quy trình sau:

- Phân tầng tiềm năng - Nhiệt năng của hồ phân phối dọc theo cộtnước

- Hiện tượng phú dưỡng tiềm năng - sự tăng cường quá nhiều chấthữu cơ trong hồ chứa;

- Thiếu ôxy tiềm năng - sự suy giảm oxy hòa tan liên quan đến sựxuống cấp của chất hữu cơ xâm nhập vào hồ chứa

 Mô hình điều chỉnh hồ chứa Pirapama (hiệu chuẩn - xác nhận).

Sự thay đổi về thời gian theo chiều dọc của nhiệt độ T (oC), pH, oxy hòatan DO (mg.L-1), nhu cầu oxy sinh địa hoá - BOD5, 20 (mg.L-1), vàOrthophosphate - PO4 (mg.L-1) được minh họa trong hình 2.5 và 2.6.Những hồ

sơ được trình bày trong năm chuỗi 17 tháng (từ tháng Tám năm 2001 đến thángnăm 2002) cho thấy sự khác biệt từ các lĩnh vực dữ liệu và đầu ra mô hình cuốicùng cho điều kiện thực tế (kịch bản hiệu chuẩn-xác nhận).Hai giai đoạn nàyđại diện cho khoảng một nửa tổng thời gian mô phỏng.Trong hình 2.5 và 2.6trục ngang tương ứng với giá trị các biến và trục dọc sang chiều sâu cột nước

Dữ liệu không được vẽ trong một số những hình ảnh đồ họa vì không đo được /hoặc phân tích Hơn nữa, không có thông tin về các loài cố định nitơ, thực vậtphù du và động vật phù du có sẵn

Hình 2.5 đại diện cho khoảng thời gian hiệu chuẩn (từ Tháng Tám, 2001đến Tháng Ba, 2002) liên quan đến mùa mưa mùa khô Một khi mô hình cácthông số và tỷ lệ đã được điều chỉnh và cố định, mô hình xác nhận thực hiệnbởi việc so sánh giữa số kết quả đầu ra và số liệu thứ hai (từ năm 2002 đếnTháng Mười Hai, năm 2002); cũng liên quan đến mùa mưa và mùa khô

Phân tích độ nhạy liên quan đến-CE Qual-R1 mô hình hóa các hồ chứanhiệt đới đã chỉ ra các thông số có ảnh hưởng nhất trong chất lượng nước hồ(Araujo et al, 1990; Araujo, 1991) Đó là: tỷ lệ quang hợp của tảo (AMU); tỉ lệtương đương giữa vật chất hữu cơ và carbon (BIOC); tỉ lệ tương đương giữa

chất hữu cơ và nitơ (BION); tỉ lệ tương đương giữa vật chất và phốt pho hữu cơ(BIOP); và tốc độ phân hủy tối đa của chất hữu cơ (DOMK) Mỗi tham số đượcchỉ định phạm vi và phân phối thống kê dựa trên giá trị xuất bản văn học(Bowie et al, 1985; USACE / WES, 1986; Jørgensen et al, 1991; Jørgensen &Bendoricchio, 2001)

Chiến lược sử dụng để hiệu chuẩn được thực hiện 200 mô phỏng ngẫunhiên bằng cách sử dụng phương pháp Monte Carlo Điều này cho phép cácthông số được thay đổi ngẫu nhiên theo phân phối thống kê được xác định trước(phân phối bình thường) và mô phỏng cho phép được lặp đi lặp lại để đáp ứng

số liệu thống kê có thể được phân tích.Các thiết lập tốt nhất các giá trị tham số

đã thu được khi giá trị nhỏ nhất của hàm mục tiêu (tính toán sau khi mỗi môphỏng Monte Carlo) đã đạt được (Jørgensen & Bendoricchio, 2001)

hồ chứa có khả năng chống chịu yếu - phân tầng Sự khác biệt giữa nhiệt độ bề mặt và dưới đáy được quan sát thấy rõ trong mùa khô (tháng Chín đến tháng Batrong cả hai năm), mặc dù chúng không đáng kể

Nồng độ đo và mô phỏng của PO4 trong hình 2.5 và 2.6 cho thấy mức

độ cao làm giàu khoáng sản của vùng nước hồ chứa.Phân phối theo chiều dọccho thấy giá trị cao hơn (hơn 0,2 mg.L-1) ở gần phía dưới, có lẽ liên quan đến

PO4, hấp thụ các chất rắn lơ lửng, suy thoái chất hữu cơ và các trầm tích, thiếuôxy Các giá trị orthophosphate thấp hơn gần bề mặt hồ quan sát được trong cáclĩnh vực dữ liệu và mô phỏng là một hệ quả của sự đồng hóa tảo

Gần bề mặt nước và bên trong, các giá trị cao của DO là quan sát được.Những nồng độ quan trọng được tìm thấy trong trên mặt nước hồ cũng liênquan đến thực vật phù du sản xuất oxy trong quá trình quang hợp Oxy hoà tan(DO) mô tả trong hình 2.5 và 2.6, cùng với sự hoạt động mạnh mẽ của vi khuẩndiễn ra trong hồ chứa Pirapama Giá trị cao hơn của sự hoạt động được quan sátthấy ở phần dưới của cột nước Nồng độ hữu cơ cao có liên quan đến các điềukiện thiếu ôxy mạnh (DO thấp hơn 1,0 mg.L-1) dưới độ sâu 10 m, được xácnhận trong các dữ liệu và kết quả mô hình

Bảng 2.4: Mô tả và hiệu chỉnh giá trị trong mô phỏng hồ chứa

Pirapama, Brazil

AMU (day -1 ) Tỉ lệ quang hợp củatảo trong khoảng

chứa

BIOC (-)

Tỉ lệ tương đươnggiữa vật chất hữu cơ

BION (-)

Tỉ lệ tương đươnggiữa vật chất hữu cơ

và nito

0.0005 – 0.09 0.015

BIOP (-)

Tỉ lệ tương đươnggiữa vật chất hữu cơ

và photpho

0.0001 – 0.02 0.0003

BOMK (day - ) Tốc độ tối đa phânhủy chất hữu cơ 0.004 – 0.64 0.08

 Phân tầng tiềm năng

Xu hướng phân tầng nhiệt của hồ chứa được đánh giá từ sự tăng nhiệt độ theo độ cao (độ cao của nhiệt độ tối đa) và nhiệt độ giải phóng tối đa Gradient giá trị -MTG (Hình 2.7a và 2.7b) Điều này đã được quan sát cho tất cả các kịchbản được nghiên cứu Biên độ nhiệt độ giữa trên cùng của và dưới giới hạn cho thấy giá trị tối đa <10C.m-1 đối với hầu hết các mô phỏng

Quan sát các số liệu theo chiều dọc và sự tiến hóa, độ lớn của sự phân tầng nhiệt phụ thuộc vào mỗi tình huống được phân tích khi sử dụng outtake 28,5 m dường như ít thuận lợi và chu kỳ phân tầng dữ dội hơn kịch bản FS1.Kịch bản FS2 (hình 2.7c) khác nhau từ tình huống: sau khi bắt đầu của quátrình làm đầy hồ chứa số liệu cột nước là quan sát thấy ở các tháng sau đó Sự thay đổi nhiệt độ cần xem xét đến các ống dẫn ở đáy hồ

 Hiện tượng phú dưỡng tiềm năng

Phổ biến quá mức của tảo trong tất cả các kịch bản có thể được quan sát,đặc biệt là trong mùa mưa (Hình 2.8) Vào những tháng mô phỏng thứ ba và thứ

tư, nồng độ tảo lớn được quan sát thấy ở các khu vực trong phú dưỡng tất cảcác kịch bản Giai đoạn này được đặc trưng bởi một xu hướng mạnh mẽ củaphân tầng nhiệt

Lúc này giá trị thời gian của tảo lên đến 17 mg.L-1 chlorophyll-a a) đã được quan sát cho các lớp bề mặt của hồ chứa để nghiên cứu tất cả cáctrường hợp liên quan Sau thời hạn đó CHL-nồng độ đạt đỉnh độ lớn khác nhautùy thuộc vào các hoạt động biến thểcủa tảo Hiệu chuẩn và dự báo kịch bảnFS1 (trong hình 2.8) điểm ra ba đỉnh thực vật phù du lớn hơn tải trọng hữu cơ

(CHL-và vô cơ cũng được quan sát (tháng ba đến tháng Sáu năm 2001, tháng ba-thángbảy năm 2002; và tháng ba đến tháng Tám, năm 2003) Tuy nhiên, dự báo kháckịch bản FS2 đã trình bày một hành vi khác nhau liên quan đến hiện tượng phúdưỡng, việc loại bỏ các vùng ô nhiễm thông qua ống dẫn dưới cùng thúc đẩygiảm đáng kể CHL

Trong tất cả các kịch bản, những tháng tối đa xuấ hiện thực vật phù duthì có liên quan đến sự giảm mực nước (giảm đến 0,20 - 0.30m) Việc này cũngquan sát tại chỗ ở các hệ thống hồ chứa khác tương tự (ví dụ như Tapacurá hồchứa, COMPESA, 2000), Đặc biệt là khi căng thẳng gia tăng tảo WS đăng ký

Thời gian phú dưỡng của phốt pho tổng được trình bày trong hình 2.9.Trong tất cả các kịch bản, mức độ phốt pho hòa tan được quan sát thấy ở cáccột nước, phần lớn vượt quá giới hạn cổ điển 100 mg.L-1 được đề xuất bởiVollenweider (1968) cho các hồ ôn đới, và giá trị cụ thể là 119 mg.L-1 gần đâygợi ý cho các hồ chứa nhiệt đới (Salas & Martino, 1991)

Các hình dạng của đường cong có một chu kỳ 12 tháng, nhấn mạnh ảnh hưởngmạnh mẽ của mùa nhiệt đới điển hình, bất kể lựa chọn hoạt động được coi là.Hình 2.5

Hình 2.5 : So sánh giữa các trường dữ liệu thực nghiệm (•) và kết quả mô hình

( _ ) để hiệu chỉnh kịch bản (tháng 8 năm 2001 đến tháng 3 năm 2002).

Hình 2.6 So sánh giữa các trường dữ liệu thực nghiệm (•) và kết quả mô hình

 Tiềm năng thiếu Ôxy

Khu vực thiếu ôxy được định nghĩa là khu vực có nồng độ DO dưới 1,0mg.L-1

Số lượng lớn các chất hữu cơ có nguồn gốc từ các vùng thượng nguồn củacon đập có thể gây ra nồng độ BOD cao trong cột nước Hình 2.10a và 2.10bcho thấy một điều kiện thiếu ôxy liên tục, trong thực tế thời gian mô phỏng toàn

bộ, hiệu chuẩn và FS1 DO tập trung theo chiều dọc kịch bảng này cho cho thấy

là điển hình (hình 2.5 và 2.6) Trong một số kịch bản DO bão hòa trên bề mặtđược quan sát, nguyên nhân đề cập đến quá trình quang hợp sản xuất do oxy từtảo Điều này cho thấy mức độ hiện tượng phú dưỡng cao khi đập đang hoạtđộng (24 tháng sau khi bắt đầu của quá trình làm đầy), và sau đó Một kịch bảntương tự được quan sát từ mô phỏng FS1 vì chất lượng nước tốt hơn của cáclớp tiếp theo

Kịch bản FS2 đại diện cho tình hình ít quan trọng (Hình 2.10c), mô phỏngcột nước có xu hướng được oxy hóa trong mùa mưa, điển hình từ năm thứ haitrở đi Điều kiện như vậy xuất phát từ việc sử dụng có hiệu quả của các lớpdưới cùng, đã có thể giải phóng các vùng nước thiếu ôxy từ các lớp sâu nhất của

hồ bơi, hồ chứa Những đập kỹ thuật hoạt động liên tục, để giảm thiểu tác độngđến chất lượng nước trong thực tế để loại bỏ các lớp thiếu ôxy và nâng cao cộtnước dọc nhờ cơ chế khuếch tán vật lý hỗn loạn (Araujo et al, 1990; Wu et al,

1996 ) Tuy nhiên, mặc dù tất cả các lợi ích, việc sử dụng của các lớp phía dưới

đã chứng minh ở các vùng hạ lưu, đặc biệt là ngay sau khi đập

Bên cạnh những tác động nghiêm trọng đến tính đa dạng sinh học trong hệsinh thái nước, được đề xuất bởi kết quả mô phỏng, có thể gây ra những hậuquả có hại khác.Trong điều kiện yếm khí, phốt pho sẽ được phát tán từ các lớptrầm tích và vận chuyển bằng cơ chế vật lý ở các lớp bề mặt của hồ chứa Lĩnhvực phân tích thử nghiệm đã xác nhận giả thuyết thiếu ôxy ở lớp trầm tích như

là một nguồn quan trọng của chất dinh dưỡng cho cột nước (Baccini, 1985;Schindler, 1985) Cơ chế này rất quan trọng đối với sự phát triển của tình trạngdinh dưỡng ở các hồ chứa bởi nhu cầu oxy cao sinh vật đáy (Chen & Orlob,năm 1975, Henderson-Sellers, 1984)