Áp dụng mô hình mike 11 mô phỏng chất lượng nước và đề xuất một số giải pháp quản lý, kiểm soát ô nhiễm nước trên lưu vực sông cầu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- PHẠM THỊ HIỀN THƯƠNG ÁP DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, KIỂM SOÁT Ô N

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

PHẠM THỊ HIỀN THƯƠNG

ÁP DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC

VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, KIỂM SOÁT

Ô NHIỄM NƯỚC TRÊN LƯU VỰC SÔNG CẦU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2014

Trang 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

PHẠM THỊ HIỀN THƯƠNG

ÁP DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC

VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, KIỂM SOÁT

Ô NHIỄM NƯỚC TRÊN LƯU VỰC SÔNG CẦU

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường

Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

ĐÂY LÀ QUYỂN LUẬN VĂN CUỐI CÙNG ĐÃ ĐƯỢC CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA

HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS Nguyễn Hồng Phương

Hà Nội - 2014

Trang 3

i

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Hồng Phương – Viện Vật lý Địa Cầu đã hướng dẫn tôi trong suốt quá trình tìm hiểu, thực hiện nghiên cứu và hoàn thiện Luận văn

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên và các thầy cô trong Khoa Môi trường đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập

Cuối cùng tôi trân trọng cảm ơn đến PGS.TS Ngô Trọng Thuận và các cán

bộ đồng nghiệp Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi Khí hậu đã giúp

đỡ tôi trong quá trình thu thập tài liệu và các thông tin liên quan

Xin chân thành cảm ơn!

Trang 4

ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN I MỤC LỤC II DANH MỤC HÌNH IV DANH MỤC BẢNG VII BẢNG VIẾT TẮT VIII

MỞ ĐẦU ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED 1.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined 1.1.1 Điều kiện tự nhiên lưu vực sông Cầu Error! Bookmark not defined 1.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội trên lưu vực sông CầuError! Bookmark not defined.

1.1.3 Phương hướng phát triển các ngành, lĩnh vực Error! Bookmark not defined.

1.1.4 Hiện trạng chất lượng nước mặt trên lưu vực sông Cầu Error! Bookmark not defined.

1.1.5 Các nguồn thải trên lưu vực sông CầuError! Bookmark not defined.

1.2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

2.1 Mục tiêu của luận văn Error! Bookmark not defined 2.2 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.3 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu Error! Bookmark not defined 2.3.2 Phương pháp mô hình toán Error! Bookmark not defined 2.3.3 Phương pháp tần suất thống kê Error! Bookmark not defined 2.3.4 Phương pháp bản đồ và GIS Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ DỰ BÁO CHẤT LƯỢNG NƯỚC

SÔNG CẦU VÀO NĂM 2020 VÀ 2030ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

3.1 Kết quả tính toán thông số đầu vào dự báo CLN sông Cầu năm

2020-2030 Error! Bookmark not defined.

Trang 5

iii

3.1.1 Kết quả hiệu chỉnh kiểm định mô hình Mike 11Error! Bookmark

not defined.

3.1.2 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình NAMError! Bookmark

not defined.

3.1.3 Lượng và chất lượng nước thải đến năm 2020 và 2030 Error!

Bookmark not defined.

3.1.4 Lưu lượng và mực nước sông Cầu vào năm 2020 và 2030 Error!

Bookmark not defined.

3.2 Kết quả dự báo chất lượng nước sông Cầu vào năm 2020 và 2030Error! Bookmark not defined 3.2.1 Các kịch bản xả thải vào năm 2020 và 2030Error! Bookmark not

defined.

3.2.2 Dự báo chất lượng nước sông Cầu đến năm 2020 và 2030 theo các

kịch bản xử lý nước thải Error! Bookmark not defined.

3.3 Đề xuất một số giải pháp quản lý và kiểm soát ô nhiễm nước sông

Cầu Error! Bookmark not defined.

3.3.1 Giải pháp quản lý Error! Bookmark not defined.

3.3.2 Giải pháp kiểm soát và bảo vệ Error! Bookmark not defined.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 9

PHỤ LỤC ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Trang 6

iv

DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Bản đồ địa hình lưu vực sông Cầu Error! Bookmark not defined.

Hình 1.2 Xu thế tăng nhiệt độ TB năm tại trạm Thái Nguyên và trạm Vĩnh YênError! Bookmark not defined.

Hình 1.3 Xu thế biến đổi lượng mưa TBN tại trạm Thái Nguyên và trạm Bắc GiangError! Bookmark not defined

Hình 1.4 Diễn biến COD qua các năm trên sông Cầu đoạn Thượng nguồnError! Bookmark not defined.

Hình 1.5 Diễn biến DO qua 2 đợt quan trắc trên sông Cầu đoạn Trung lưuError! Bookmark not defined.

Hình 1.6 Diễn biến TSS trong 2 đợt quan trắc trên sông Cầu đoạn Trung lưuError! Bookmark not defined Hình 1.7 Diễn biến BOD5 trong 2 đợt quan trắc trên sông Cầu đoạn Trung lưuError! Bookmark not defined Hình 1.8 Diễn biến COD trong 2 đợt quan trắc trên sông Cầu đoạn Trung lưuError! Bookmark not defined Hình 1.9 Diễn biến NH4+ trong 2 đợt quan trắc trên sông Cầu đoạn Trung lưuError! Bookmark not defined Hình 1.10 Diễn biến DO trong 2 đợt quan trắc trên sông Cầu đoạn hạ lưuError! Bookmark not defined.

Hình 1.11 Diễn biến BOD5 trong 2 đợt quan trắc trên sông Cầu đoạn hạ lưuError! Bookmark not defined Hình 1.12 Diễn biến COD trong 2 đợt quan trắc trên sông Cầu đoạn hạ lưuError! Bookmark not defined.

Hình 1.13 Diễn biến NH4+ trong 2 đợt quan trắc trên sông Cầu đoạn hạ lưuError! Bookmark not defined Hình 2.1 Quy trình chuyển hóa giữa các hợp phần trong mô đun chất lượng nướcError! Bookmark not defined Hình 2.2 Quy trình dự báo chất lượng nước năm 2020 và 2030Error! Bookmark not defined.

Hình 3.1 Sự thay đổi của nhiệt độ theo các kịch bản BĐKH A2, B2, B1 tại trạm

Thái Nguyên và trạm Hiệp Hòa Error! Bookmark not defined.

Hình 3.2 Lưu lượng TB ngày tại trạm Chũ theo kịch bản BĐKH trung bình B2 vào

năm 2020 Error! Bookmark not defined.

Hình 3.3 Lưu lượng TB ngày tại trạm Chũ theo kịch bản BĐKH trung bình B2 vào

năm 2030 Error! Bookmark not defined.

Hình 3.4 Lưu lượng TB ngày tại trạm Cầu Sơn theo kịch bản BĐKH trung bình B2

vào năm 2020 Error! Bookmark not defined.

Hình 3.5 Lưu lượng TB ngày tại trạm Cầu Sơn theo kịch bản BĐKH trung bình B2

Hình 3.6 Lưu lượng TB ngày tại trạm Gia Bảy theo kịch bản BĐKH trung bình B2

Hình 3.7 Lưu lượng TB ngày tại trạm Gia Bảy theo kịch bản BĐKH trung bình B2

Hình 3.8 Lượng nước thải lưu vực sông Cầu vào năm 2005, 2020 và 2030Error! Bookmark not defined.

Hình 3.9 Phân vùng nồng độ DO trên sông Cầu theo các kịch bản xử lý nước thải

ứng với H tần suất 10% vào năm 2020 Error! Bookmark not defined.

Trang 7

v

Hình 3.15 Phân vùng nồng độ tổng Nitơ trên sông Cầu theo các kịch bản xử lý

nước thải ứng với H tần suất 10% vào năm 2020 Error! Bookmark not defined.

Hình 3.21 Phân vùng nồng độ BOD trên sông Cầu theo các kịch bản xử lý nước

thải ứng với H tần suất 10% vào năm 2020 Error! Bookmark not defined.

Hình 3.27 Phân vùng nồng độ tổng Phospho trên sông Cầu theo các kịch bản xử lý

Trang 8

vi

Hình 3.33 Phân vùng Coliform trên sông Cầu theo các kịch bản xử lý nước thải

Trang 9

vii

DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Đặc trưng hình thái các sông thuộc lưu vực sông Cầu Error! Bookmark not defined.

Bảng 1.2: Nhiê ̣t đô ̣ không khí trung bình tháng , năm ta ̣i các tra ̣m trên lưu vực thời

kỳ 1980-2010 Error! Bookmark not defined.

Bảng 1.3: Lươ ̣ng mưa tháng trung bình nhiều năm Error! Bookmark not defined.

Bảng 1.4: Lưu lượng nước TB nhiều năm tại các trạm trên lưu vực sông CầuError! Bookmark not defined Bảng 1.5: Hiện trạng lâm nghiệp ở các tỉnh thuộc lưu vực sông CầuError! Bookmark not defined.

Bảng 1.6: Diện tích nuôi trồng và sản lượng thủy sản năm 2012 của các địa phương

trên lưu vực sông Cầu Error! Bookmark not defined.

Bảng 1.7: Giá trị và cơ cấu sản xuất CN tại các tỉnh trên LVS Cầu năm 2012Error! Bookmark not defined Bảng 1.8: Hiê ̣n tra ̣ng dân số trên lưu vực sông Cầu năm 2012 Error! Bookmark not defined.

Bảng 1.9: Đặc trưng nước thải của một số ngành công nghiệp phổ biến ở các tỉnh

thuộc lưu vực sông Cầu Error! Bookmark not defined.

Bảng 2.1: Các nguồn xả thải vào sông Cầu Error! Bookmark not defined.

Bảng 2.2: Các thông số cơ bản của mô hình NAM Error! Bookmark not defined.

Bảng 2.3: Mức độ mô phỏng của mô hình tương ứng với chỉ số NashError! Bookmark not defined.

Bảng 3.1: Phân tích hiệu quả của hiệu chỉnh mô hình theo chỉ số Nash-SutcliffeError! Bookmark not defined.

Bảng 3.2: Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mô hình NAM theo chỉ số Nash-SutcliffeError! Bookmark not defined

Bảng 3.3: Bộ thông số mô hình NAM Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.4: Dự báo tổng lượng nước thải trên lưu vực sông Cầu Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.5: Dự báo dân số các tỉnh trên lưu vực sông Cầu vào năm 2020 và 2030Error! Bookmark not defined Bảng 3.6: Diện tích đất trồng lúa đến năm 2020 Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.7: Tỷ lệ tăng trưởng kinh tế của các tỉnh thuộc lưu vực sông Cầu đến năm

2020 và 2030 Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.8: Mức thay đổi nhiệt độ và lượng mưa năm so với thời kỳ 1980-1999 theo

kịch bản phát thải trung bình (B2) của các tỉnh thuộc lưu vực sông Cầu Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.9: Sự thay đổi của lượng mưa năm (%) theo các kịch bản BĐKH tại một số

trạm trên sông Cầu vào năm 2020 và 2030 so với thời kỳ nền 1980-1999 Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.10: Mực nước tần suất trung bình tháng trên lưu vực sông CầuError! Bookmark not defined.

Trang 10

viii

BẢNG VIẾT TẮT

AD :Truyền tải- Khuếch tán

BOD :Nhu cầu ôxy sinh hóa

CCN :Cụm công nghiệp

COD :Nhu cầu ôxy hóa học

CLN :Chất lượng nước

DO :Lượng oxi hòa tan trong nước

HD :Thủy động lực

IPPC :Ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (Intergovernmental Panel on Climate Change) KCN :Khu công nghiệp

Q :Lưu lượng

QCVN :Quy chuẩn Việt Nam

F :Diện tích lưu vực (km2)

TB :Trung bình

TBNN :Trung bình nhiều năm

TN :Tổng Nitơ

TP :Tổng Phốtpho

TSS :Tổng chất rắn lơ lử ng

Tp :Thành phố

T0C :Nhiệt độ (0C)

TTCN :Tiểu thủ công nghiệp

TB :Trung bình

TBN :Trung bình năm

WQ :Chất lượng nước

Trang 11

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng việt

1 Ban chỉ đạo Tổng Điều tra dân số và Nhà ở Trung Ương (2009), Báo cáo tổng

hợp điều tra dân số và nhà ở

2 Ban Quản lý Lưu vực sông Cầu (2014), Báo cáo tình hình suy giảm chất lượng

và ô nhiễm môi trường lưu vực sông Cầu

3 Bộ Tài nguyên và Môi trường (2009), Báo cáo môi trường quốc gia: môi

trường khu công nghiệp Việt Nam

4 Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012), Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển

dâng cho Việt Nam

5 Cục Quản lý Tài nguyên nước (2006), Điều tra tình hình khai thác, sử dụng tài

nguyên nước và xả nước thải vào nguồn nước lưu vực sông Cầu

6 Quyết định Số 1081/QĐ-TTg ngày 6 tháng 7 năm 2011, Phê duyệt Quy hoạch

tổng thể phát triển kinh tế - xã hội thành phố Hà Nội đến năm 2020, định hướng đến năm 2030

7 Quyết định Số 1831/QĐ-TTg ngày 19 tháng 10 năm 2013, Phê duyệt Quy

hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Bắc Ninh đến năm 2020 định hướng đến năm 2030

8 Quyết định Số 1890/QĐ-TTg ngày 14 tháng 10 năm 2010, Phê duyệt Quy

hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Bắc Kạn thời kỳ đến năm

2020

9 Quyết định số 228/QĐ-TTg ngày 25 tháng 1 năm 2013, Phê duyệt quy hoạch

hệ thống thoát nước và xử lý nước thải khu vực dân cư, khu công nghiệp thuộc lưu vực sông Cầu đến năm 2030

10 Quyết định số 301/QĐ-UBND ngày 29 tháng 2 năm 2012, Đề án bảo vệ môi

trường tỉnh Thái Nguyên, giai đoạn 2011 -– 2015

11 Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Vĩnh Phúc (2007), Điều tra, thống kê tổng

thể nguồn và lượng nước thải công nghiệp của các cơ sở sản xuất ngoài các khu, CCN trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc

12 Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Vĩnh Phúc (2008), Báo cáo Quy hoạch

thiết kế mạng lưới quan trắc môi trường trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc

Định dạng
Số trang	12
Dung lượng	334,82 KB