Luận văn: Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán Mike 11 mô phỏng đánh giá chất lượng nước hạ lưu sông Đồng Nai đoạn chảy qua thành phố Biên Hòa theo qui hoạch phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020 của tỉnh Đồng Nai

Chia sẻ: Nhung Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

195
lượt xem 54
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

MIKE 11 do DHI Water & Environment phát triển, là bộ phần mềm dùng để mô phỏng thủy động lực dòng chảy 1 chiều vùng cửa sông, sông, hệ thống kênh dẫn… Mô đun Thủy động lực (HD) là thành phần chính của mô hình, sử dụng sơ đồ sai phân ẩn hữu hạn 6 điểm Abbott-Ionescu để giải hệ phương trình Saint-Venant. Với giao diện thân thiện, linh hoạt và tốc độ, MIKE 11 cung cấp một môi trường thiết kế hữu hiệu về kỹ thuật công trình, tài nguyên nước, quản lý chất lượng nước và các ứng...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn: Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán Mike 11 mô phỏng đánh giá chất lượng nước hạ lưu sông Đồng Nai đoạn chảy qua thành phố Biên Hòa theo qui hoạch phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020 của tỉnh Đồng Nai

1 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG PHAN VI T CHÍNH NGHIÊN C U NG D NG MÔ HÌNH TOÁN MIKE 11 MÔ PH NG ĐÁNH GIÁ CH T LƯ NG NƯ C H LƯU SÔNG Đ NG NAI ĐO N CH Y QUA THÀNH PH BIÊN HOÀ THEO QUI HO CH PHÁT TRI N KINH T XÃ H I Đ N NĂM 2020 C A T NH Đ NG NAI Chuyên ngành: XÂY D NG CÔNG TRÌNH TH Y Mã s : 60.58.40 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Đà N ng - Năm 2011
2 Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: GS. TS. Nguy n Th Hùng Ph n bi n 1: TS. Huỳnh Văn Hoàng Ph n bi n 2: TS. Hoàng Văn Minh Lu n văn ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 29 tháng 06 năm 2011 * Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng.
3 M Đ U 1. Tính c p thi t c a ñ tài M t trong nh ng v n ñ c p thi t c a th gi i nói chung và Vi t Nam nói riêng là c n ph i quan tâm gi i quy t ô nhi m môi trư ng; ñ c bi t là ngu n nư c ng t ngày càng c n ki t và ô nhi m ngu n nư c ngày càng tr m tr ng. Ch t lư ng nư c sông, h b gi m do tác ñ ng b i các ngu n nư c th i dân sinh và công nghi p. S gia tăng dân s k t h p v i nhu c u phát tri n kinh t - xã h i, nhu c u s d ng nư c càng cao, do ñó lư ng nư c th i vào sông su i quá l n so v i lưu lư ng dòng ch y c a sông và con sông s b ô nhi m trên m t ño n dài k t ñi m th i; d n ñ n các ngu n nư c ng t b ô nhi m gây không ít khó khăn cho sinh ho t, s n xu t, kinh doanh, du l ch c a ngư i dân. Do ñó, ñánh giá ch t lư ng nư c là m t trong nh ng v n ñ ñư c quan tâm hàng ñ u h u h t các qu c gia trên th gi i. Quá trình nghiên c u ch t lư ng nư c trên th gi i ñã ñ t ñư c nhi u thành t u to l n, nh s phát tri n c a tin h c nên có nhi u mô hình toán, tính toán r t hi u qu . Vi t Nam là m t ñ t nư c ñang phát tri n; nên v n ñ này còn nghiêm tr ng hơn; ñ c bi t trong giai ño n h i nh p và phát tri n. Bư c ñ u n n kinh t ñ t nư c ñã g t hái ñư c nhi u thành t u ñáng khích l , song, ph i ñ i m t v i nh ng thách th c l n v môi trư ng; m t trong nh ng nơi b ô nhi m n ng n vùng Đông Nam B ñó là h lưu sông Đ ng Nai ño n ch y qua thành ph Biên Hoà, t nh Đ ng Nai. Đây là ño n sông có kh năng ô nhi m ngu n nư c cao, chưa có ñư c s nghiên c u ñ y ñ v v n ñ ch t lư ng nư c nói chung và nh t là vi c ng d ng các mô hình hi n ñ i ñ tính toán ñang còn h n
4 ch , nên tác gi ñã l a ch n ñ tài này nh m ng d ng công ngh hi n ñ i ñ tính toán, ñánh giá ch t lư ng nư c h lưu sông Đ ng Nai ño n qua thành ph Biên Hoà, ph c v cho vi c phát tri n dân sinh, kinh t , du l ch trong vùng. 2. M c tiêu nghiên c u Nghiên c u ng d ng mô hình toán Mike 11 mô ph ng ñánh giá ch t lư ng nư c vùng h lưu sông Đ ng Nai ño n qua thành ph Biên Hoà - T nh Đ ng Nai. 3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u Đ i tư ng nghiên c u: Nghiên c u ng d ng mô hình toán Mike 11 ñánh giá ch t lư ng nư c trong sông. Ph m vi nghiên c u: Vùng h lưu sông Đ ng Nai ño n ch y qua thành ph Biên Hoà - t nh Đ ng Nai. 4. N i dung nghiên c u - Đi u tra thu th p s li u kh o sát th c ñ a, s li u ño ñ c m t s ch t cơ b n gây ô nhi m ngu n nư c, s li u v lưu lư ng dòng ch y thư ng ngu n, m c nư c h lưu vùng nghiên c u. - Thu th p, t ng h p các s li u, tài li u v khí tư ng thu văn, các b n ñ ñ a hình, sông ngòi, tình hình dân sinh kinh t . - Nghiên c u áp d ng mô hình toán Mike 11 ñ áp d ng tính toán, ñánh giá ch t lư ng nư c v i s li u ñ u vào ñã thu th p ñư c. - Vi t báo cáo t ng h p toàn b k t qu th c hi n ñ tài. 5. Phương pháp nghiên c u Phương pháp nghiên c u s d ng, bao g m phương pháp thu th p, phân tích các tài li u thu th p t các ngu n hi n có, phương pháp kh o sát th c ñ a, l y m u phân tích th c tr ng ch t lư ng nư c t i các v trí quan tr c ch t lư ng nư c d c sông, nh m ñánh giá hi n tr ng môi trư ng t i khu v c nghiên c u và thu th p các tài li u c n
5 thi t cho tính toán. Ti p ñó, ng d ng phương pháp mô hình toán ñ tính toán, mô ph ng ch ñ th y văn th y l c và di n bi n ch t lư ng nư c trên h lưu sông Đ ng Nai ño n qua thành ph Biên Hoà 6. B c c lu n văn Chương 1: T ng quan v ñánh giá ch t lư ng nư c. Chương 2: Đi u ki n t nhiên – tình hình dân sinh kinh t thành ph Biên Hoà. Chương 3: Hi n tr ng ch t lư ng nư c và d báo lưu lư ng nư c th i, t i lư ng ô nhi m sông Đ ng Nai ño n ch y qua thành ph Biên Hoà. Chương 4: T ng quan v mô hình toán Mike 11. Chương 5: ng d ng mô hình toán Mike 11 mô ph ng ñánh giá ch t lư ng nư c sông Đ ng Nai ño n ch y qua thành ph Biên Hòa.
6 Chương 1 T NG QUAN V ĐÁNH GIÁ CH TT LƯ NG NƯ C Gi a môi trư ng nư c và môi trư ng t nhiên luôn duy trì m t m i quan h tương h . Hi u bi t sâu s c m i quan h ñó là r t c n thi t c a con ngư i ñ b o v và c i t o t nhiên. Đáp ng yêu c u trên, ñ i v i các ngành dùng nư c ph i nghiên c u các v n ñ : - Đánh giá nhu c u dùng nư c - Đánh giá ch t lư ng c a ngu n nư c s d ng. - Đánh giá và d báo m c ñ nhi m b n ngu n nư c, nghiên c u các bi n pháp ñ h n ch ñi ñ n lo i tr tình tr ng ô nhi m ngu n nư c. 1.1. NHU C U VÀ HI N TR NG KHAI THÁC NGU N NƯ C HI N NAY 1.1.1. Nhu c u c n s d ng nư c Có th phân thành hai lo i nhu c u s d ng nư c, nhu c u nư c cho sinh ho t và nhu c u nư c cho các ngành kinh t công nghi p, giao thông v n t i. Nhu c u nư c cho các ngành kinh t cũng r t l n, ch y u cho công nghi p và nông nghi p. Đ i v i nông nghi p, nư c là nhu c u c n thi t y u cho sinh trư ng và phát tri n c a cây tr ng. Vi c ñ m b o nhu c u nư c cho cây tr ng có tác d ng quy t ñ nh ñ i v i năng su t cây tr ng. Nhu c u nư c dùng cho công nghi p cũng r t l n, nh t là trong các nư c công nghi p phát tri n. Lư ng nư c dung cho s n su t công ghi p ch m t t 10 ñ n 15% trong quá trình s n xu t, còn l i ch a các ch t b n, ch t ñ c do quá trình s n xu t t o ra g i là nư c th i công nghi p (NTCN).
7 NTCN chưa qua x lý x vào ngu n nư c s gây nên tình tr ng ô nhi m ngu n nư c. 1.1.2. Khai thác và s d ng ngu n nư c ngày nay Nư c là m t tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá, con ngư i ngày càng c g ng khai thác, s d ng c ngu n nư c m t và m t nư c ng m. Ngu n nư c m t ñư c s d ng, khai thác tri t ñ nh m m c ñích phát ñi n. Ngoài phát ñi n ngu n nư c m t ñã s d ng r ng rãi cho nhi u m c ñích khác như tư i, nuôi cá, giao thông thu , nư c dùng cho công nghi p... T i nh ng khu t p trung dân cư, khu công nghi p nh ng nư c phát tri n, ngu n nư c ñư c s d ng tri t ñ nhưng tình tr ng thi u nư c v n x y ra t i nhi u nơi. Ngư c l i, ngu n nư c chưa ñư c s d ng ñáng k các nư c kém phát tri n. 1.1.3. V n ñ thi u nư c Ngày nay, v i t c ñ tăng dân s nhanh cùng v i s phát tri n kinh t xã h i, nhu c u dùng nư c cũng tăng lên ñ ng th i lư ng nư c th i cũng tăng ñã gây ra tình tr ng ô nhi m ngu n nư c và thi u nư c tr m tr ng nhi u nơi trên th gi i. T i nhi u nơi, tình hình thi u nư c càng tr m tr ng hơn do tình tr ng m t ph n ngu n nư c, ch y u là nư c m t b nhi m b n do các ngu n nư c th i sinh ho t và công nghi p gây ra. 1.2. CƠ S LÝ THUY T ĐÁNH GIÁ CH T LƯ NG NƯ C Nư c sông ngòi, h ao ch a nhi u các ch t h u cơ, vô cơ, các lo i vi sinh v t khác nhau. T l thành ph n c a các ch t trên có trong m t m u nư c ph n ánh ch t lư ng nư c c a m u. B trí nh ng v trí l y m u, phân tích ñ nh tính ñ nh lư ng thành ph n các ch t trong m u nư c trong phòng thí nghi m là n i dung ch y u ñ ñánh giá ch t lư ng và phát hi n tình hình ô nhi m ngu n nư c.
8 1.2.1. Nh ng thông s v t lý, hoá h c, sinh h c c a ch t lư ng nư c 1.2.1.1. Thông s v t lý 1.2.1.2. Thông s hoá h c a) Đ c tính h u cơ: Đ ph n ánh ñ c tính h u cơ c a ngu n nư c, có th dùng m t s thông s sau: - Nhu c u ô xy sinh h c BOD (mg/l) - Nhu c u ô xy hoá h c COD (mg/1) - Nhu c u ô xy t ng c ng TOD (mg/1) - T ng s các bon h u cơ TOC (mg/1) Trong các thông s , BOD là thông s quan tr ng nh t, ph n ánh m c ñ nhi m b n nư c rõ r t nh t. b) Đ c tính vô cơ: 1.2.1.3. Thông s sinh h c 1.2.2. Nhu c u oxy sinh h c (BOD) 1.2.2.1. Khái ni m Lư ng ôxy c n thi t ñ các vi sinh v t phân hu các ch t h u cơ trong m t ñơn v m u nư c là nhu c u ôxy sinh h c (BOD). Đơn v c a BOD là mg/1. Thông thư ng ñ xác ñ nh BOD ngư i ta phân tích m u nư c trong ñi u ki n nhi t ñ 200C trong th i gian 5 ngày. BOD ño ñư c g i là BOD5. 1.2.2. 2. Công th c tính BOD (1.3) Ho c: (1.4) Trong ñó: K' _ H s t c ñ trung bình c a ph n ng trên cơ s cơ s 10. Quan h gi a K và K' như sau: K = 2,303K'
9 1.2.2.3. S ôxy hoá trong ph n ng BOD. S ôxy hóa trong ph n ng BOD theo hai giai ño n; ôxy hoá các h p ch t ch a các bon (cácbonát hoá) và ôxy hoá các h p ch t ch a Nitơ (Nitơrát hoá) theo phương trình: (1.5) 1.2.3 Nhu c u ôxy hóa h c, nhu c u ôxy t ng c ng và t ng cacbon h u cơ (COD, TOD, TOC) 1.2.3.1. COD: COD là nhu c u ôxy hoá h c t c nhu c u ôxy hoá c n thi t cho ôxy hoá h c các ch t trong m t ñơn v m u nư c (mg/1). N u bi t ñư c phương trình ph n ng hoá h c thì có th tính ñư c lư ng COD theo lý thuy t. 1.2.3.2. TOD: TOD là nhu c u ôxy t ng c ng, c n thi t cho hai quá trình ôxy sinh h c (BOD) và ôxy hoá h c (COD). Đơn v mg/l 1.2.3.3.TOC: TOC là t ng s cácbon h u cơ trong m t ñơn v m u nư c. TOC ñư c xác ñ nh nh d ng c phân tích các bon. 1.3. NH HƯ NG C A HO T Đ NG KINH T Đ N CH T LƯ NG NƯ C Ch t lư ng nư c b chi ph i b i các y u t t nhiên cũng như nhân sinh. K t qu s d ng m nh m tài nguyên nư c không ch làm thay ñ i lư ng nư c dùng cho lĩnh v c ho t ñ ng kinh t mà cái chính là thay ñ i ch t lư ng c a nó. 1.3.1. Ho t ñ ng s n xu t công nghi p 1.3.2. Nư c th i công c ng (NTCC) 1.3.3. Đô th hoá
10 Chương 2 ĐI U KI N T NHIÊN – TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH T THÀNH PH BIÊN HOÀ 2.1. Đ C ĐI M T NHIÊN 2.1.1. V trí ñ a lý Lưu v c sông Đ ng Nai n m trong kho ng: - Kinh ñ Đông t 105045’ (Tân Biên – Tây Ninh) ñ n 109012’ (Ninh H i - Ninh Thu n) - Vĩ ñ B c t 10019’17’’ (mũi Vũng Tàu) ñ n 12020’ (Đak Mil – Đ k lak) Thành ph Biên Hòa n m phía tây t nh Đ ng Nai, b c giáp huy n Vĩnh C u, Nam giáp huy n Long Thành, ñông giáp huy n Tr ng Bom, tây giáp th xã Dĩ An, Tân Uyên t nh Bình Dương và Qu n 9 – TP. H Chí Minh. Biên Hòa hai phía c a sông Đ ng Nai, cách trung tâm thành ph H Chí Minh 30 km, cách thành ph Vũng Tàu 90 Km (theo Qu c l 51). 2.1.2. Đ c ñi m ñ a hình – ñ a m o Thành ph Biên Hòa có ñ a hình ph c t p và ña d ng. Đ ng b ng, chuy n ti p ñ ng b ng và trung du. Đ a hình d c d n t B c xu ng Nam và t Đông qua Tây. Khu v c phía Đông và B c thành ph , ñ a hình có d ng ñ i nh , d c tho i không ñ u, nghiêng d n v phía sông Đ ng Nai và các su i nh . Cao ñ l n nh t là 75m, cao ñ th p nh t là 2m. 2.1.3. Đ c ñi m khí h u – khí tư ng 2.1.3.1. Ch ñ nhi t: Nhi t ñ trung bình năm kho ng 260C các vùng th p. Chênh l ch nhi t ñ bình quân tháng nóng nh t và tháng l nh nh t kho ng 3-3,50C.
11 2.1.3.2. Ch ñ m: Đ m trung bình trong khu v c là 82%. 2.1.3.3. Ch ñ b c hơi: Lư ng b c hơi ño b ng ng piche trong lưu v c trung bình h ng năm t 876.6-1450 mm. 2.1.3.4. Ch ñ mưa: Ch ñ mưa phân thành hai mùa, mùa mưa t tháng 5 - 10, lư ng mưa chi m 80-90% lư ng mưa c năm, mưa l n t p trung vào tháng 9, 10 hàng năm. 2.1.3.5. Ch ñ gió: Hư ng gió thay ñ i theo mùa, gió mùa Đông Nam t tháng 5 - 11, gió mùa Đông B c t tháng 12 - 4 năm sau. 2.1.3.6. Ch ñ chi u sáng: Lư ng b c x m t tr i quanh năm khá d i dào. Trung bình có 6-7 gi n ng m i ngày. 2.1.4. Đ c ñi m v ch ñ thu văn và thu l c. Ch ñ dòng ch y r t ph c t p, b nh hư ng và tác ñ ng l n nhau tùy thu c vào s thay ñ i c a các y u t : Dòng ch y ñ u ngu n; Ch ñ th y tri u; Ho t ñ ng khai thác c a con ngư i trong lưu v c. 2.1.4.1. Đ c ñi m ch ñ th y văn a) Dòng ch y ki t: Nhìn chung các sông su i trên ñ a bàn t nh có mùa lũ kéo dài 5 tháng (VII-XI), mùa ki t kéo dài 7 tháng (XII-VI), dòng ch y tháng ki t nh t trung bình nhi u năm thư ng rơi vào tháng III và IV hàng năm b) Dòng ch y lũ: c) Đ c ñi m th y tri u: Sông Đ ng Nai ch u nh hư ng c a ch ñ bán nh t tri u bi n Đông có biên ñ l n (3,5 - 4,0 m), lên xu ng ngày 2 l n, v i hai ñ nh x p x nhau và hai chân l ch nhau khá l n. Th i gian gi a hai chân và hai ñ nh vào kho ng 12,0 - 12,5 gi và th i gian m t chu kỳ tri u ngày là 24,83 gi . 2.1.4.2. Đ c ñi m thu l c K t qu quan tr c c a S Nông nghi p và Phát tri n Nông thôn vào tháng 12/1999 v i lưu lư ng nư c v t thư ng ngu n là
12 650m3/s. S phân ph i lưu lư ng nư c các ño n sông Đ ng Nai ch y qua thành ph Biên Hoà như sau: Nhánh ph i cù lao Ph : Q = 86%; Nhánh trái cù lao Ph : Q = 14%. 2.2. TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH T XÃ H I 2.2.1. Hi n tr ng dân sinh kinh t thành ph Biên Hòa năm 2005 Do tác ñ ng m nh c a n n kinh t th trư ng, n n kinh t công nghi p c a t nh trong nh ng năm qua ñã có nh ng bư c ti n nh y v t. Cùng v i s l n m nh c a n n kinh t công nghi p, các ñô th cũng ñang hình thành nên các c m dân cư, các khu t p trung dân cư ph c v cho phát tri n công nghi p. 2.2.1.1. Tình hình dân s và phân b dân cư 2.2.1.2. Tình hình phát tri n kinh t - xã h i a) Công nghi p: b) Nông nghi p: c) Cơ s h t ng thoát nư c ñô th : 2.2.2. Qui ho ch phát tri n dân sinh - kinh t ñ n năm 2020 2.2.2.1. Qui hoach phát tri n dân s và phân b dân cư ñ n năm 2020 2.2.2.2. Qui ho ch phát tri n kinh t - xã h i ñ n năm 2020 a) Ngành công nghi p: b) Ngành nông lâm nghi p: c) Ngành thương m i - d ch v - du l ch: d) Phát tri n k t c u h t ng: e) Phát tri n ñô th : f) Phát tri n ngu n nhân l c: g) Phát tri n các lĩnh v c văn hóa - xã h i:
13 Chương 3 HI N TR NG CH T LƯ NG NƯ C VÀ D BÁO LƯU LƯ NG NƯ C TH I, T I LƯ NG Ô NHI M SÔNG Đ NG NAI ĐO N CH Y QUA THÀNH PH BIÊN HOÀ 3.1. ĐÁNH GIÁ HI N TR NG CH T LƯ NG NƯ C NĂM 2005 3.1.1. Gi i thi u chung: Sông Đ ng Nai sau th y ñi n Tri An có nhi u cù lao, khi ñ n TP Biên Hòa chia thành 2 nhánh b i cù lao Ph . Nhánh chính Đ ng Nai có lưu lư ng dòng ch y l n, nhánh sông Cái dòng ch y nh , ñ ng th i sông cái thu c phía trung tâm thành ph do ñó h u h t nư c th i sinh ho t và nư c th i t các ho t ñ ng kinh t - xã h i c a thành ph ñ u x th i vào chi lưu này. Do v y, ch t lư ng nư c sông cái gi m sút hơn so v i dòng chính sông Đ ng Nai. 3.1.2. Vai trò ngu n nư c c a sông Đ ng Nai ño n ch y qua thành ph Biên Hòa Đo n sông Đ ng Nai ch y qua thành ph Biên Hòa thu c vùng h lưu c a sông Đ ng Nai có vai trò quan tr ng trong c p nư c ph c v dân sinh và các ho t ñ ng kinh t -xã h i cho vùng kinh t tr ng ñi m Đông Nam B . 3.1.3. Hi n tr ng ch t lư ng nư c sông Đ ng Nai ño n ch y qua thành ph Biên Hòa Đ ñánh giá ch t lư ng nư c ño n sông này do tác ñ ng c a các ho t ñ ng dân sinh, kinh t c a thành ph Biên Hoà ñư c sát th c. Đ tài ti n hành thu th p s li u v k t qu phân tích m u và ñánh giá ch t lư ng nư c vào mùa ki t (vào tháng 4 năm 2005) ñ có
14 cơ s hi u ch nh mô hình toán và ñánh giá xác ñáng hơn ch t lư ng nư c c a sông Đ ng Nai và sông Cái. Sơ ñ v trí thu m u ñư c th hi n trong hình 3.1. Hình 3.1: V trí thu m u nư c trên sông Đ ng Nai và sông Cái K t qu phân tích m u ch t lư ng nư c sông Đ ng Nai và sông Cái ñư c ñánh giá so sánh, v i quy chu n k thu t qu c gia (QCVN) v ch t lư ng nư c m t QCVN 08: 2008/BTNMT. Chi ti t QCVN 08: 2008/BTNMT ñư c trình bày trong ph l c 3.1. 3.1.3.1. Đ PH 3.1.3.2. Ch t r ng lơ l ng (TSS) 3.1.3.3. Hàm lư ng Clorua (Cl-) 3.1.3.4. N ng ñ Ôxy hòa tan (DO) Ôxy hoà tan (DO) là ch tiêu r t quan tr ng ñ m b o ñ i s ng thu sinh. Ch tiêu này ph thu c vào m c ñ ô nhi m và ch ñ thu l c c a ngu n nư c, ho t ñ ng giao thông thu , quá trình phân gi i các ch t h u cơ cũng như quá trình hô h p và quang h p c a các thu sinh v t,…
15 3.1.3.5. Ô nhi m ch t h u cơ a) Nhu c u Ôxy sinh hóa (BOD5) b) Nhu c u Ôxy hóa h c (COD) 3.1.3.6. Ô nhi m do các ch t dinh dư ng a) N ng ñ Amoni ( ) tính theo N b) N ng ñ Amoni ( ) tính theo N 3.1.3.7. Ô nhi m do d u m 3.1.3.8. Ô nhi m do sinh v t (Coliform) 3.2. Đ C TRƯNG NGU N GÂY Ô NHI M C A THÀNH PH BIÊN HOÀ Sông Đ ng Nai ño n ch y qua TP Biên Hòa ch u tác ñ ng r t l n b i các ngu n NTSH, NTCN n m trong khu v c thành ph , nư c th i chăn nuôi heo và các ho t ñ ng nuôi tr ng th y s n. Đ xác ñ nh các ch tiêu ñánh giá ch t lư ng nư c trên ño n sông này, ta ti n hành tính toán xác ñ nh lưu lư ng và t i lư ng ô nhi m. 3.2.1. Nư c th i sinh ho t 3.2.2. Nư c th i công nghi p 3.2.2.1. Đ c trưng nư c th i m t s cơ s s n xu t bên ngoài khu công nghi p. 3.2.2.2. Đ c trưng nư c th i t các khu công nghi p t p trung 3.2.3. Nư c th i chăn nuôi heo 3.2.4. Nư c th i nuôi tr ng th y s n 3.3. HI N TR NG VÀ D BÁO LƯU LƯ NG NƯ C TH I, T I LƯ NG Ô NHI M BOD5 3.3.1. Tính toán lưu lư ng nư c th i và t i lư ng ô nhi m BOD5 3.3.1.1. Nư c th i sinh ho t a) Ư c tính lưu lư ng nư c th i sinh ho t: Theo ư c tính c a WHO (1985), lưu lư ng nư c th i sinh ho t th i vào môi trư ng
16 nư c m t kho ng 80% lưu lư ng nư c c p. Lưu lư ng nư c c p l y theo ñ nh m c c p nư c c a S Xây d ng t nh Đ ng Nai. b) Ư c tính t i lư ng ô nhi m BOD5 c a nư c th i sinh ho t T i lư ng ô nhi m BOD5 ñư c tính theo h s ô nhi m do Aceivala (1985). V i các nư c ñang phát tri n, t i lư ng ô nhi m BOD5 trung bình 45–54g/ngư i/ngày, ta l y trung bình 49,5 g/ngư i/ngày. 3.3.1.2. Nư c th i công nghi p a) Ư c tính lưu lư ng nư c th i công nghi p: Theo d án “Qui ho ch t ng th thoát nư c và v sinh môi trư ng thành ph Biên Hoà - Qui ho ch h th ng thoát nư c b n ñ n năm 2020”, Lưu lư ng nư c c p công nghi p ñư c tính trung bình là 50m3/ha/ngày và lư ng nư c th i ư c tính b ng 80% lư ng nư c c p (t c là kho ng 40m3/ha/ngày). b) Ư c tính t i lư ng ô nhi m BOD5 trong NTCN T i lư ng ô nhi m BOD5(kg/ngày) = lư ng nư c th i (l/ngày) x CBOD (mg/l)/106 3.3.1.3. Nư c th i chăn nuôi heo a) Ư c tính lưu lư ng nư c th i chăn nuôi: Theo ñ tài “Hi n tr ng và nguyên nhân ô nhi m nư c h th ng kênh Tham Lương - B n Cát - Vàm thu t”, lư ng nư c th i tương ng ư c tính b ng 80% lư ng nư c c p. b) Ư c tính t i lư ng ô nhi m BOD5 trong nư c th i chăn nuôi heo: T i lư ng ô nhi m BOD5 phát sinh t ho t ñ ng chăn nuôi heo ñư c tính theo công th c: T i lư ng ô nhi m BOD5(kg/ngày) = lư ng nư c th i (l/ngày)x CBOD (mg/l)/106
17 3.3.1.4. Nư c th i nuôi tr ng th y s n T i thành ph Biên Hòa có hai hình th c nuôi tr ng th y s n, ñó là hình th c nuôi cá bè và nuôi cá ao. a) Hình th c nuôi cá bè b) Hình th c nuôi cá ao 3.3.2. T ng h p ñánh giá các ngu n th i trong lưu v c nghiên c u 3.3.2.1. T ng h p lưu lư ng nư c th i và t i lư ng ô nhi m Trung bình m i ngày, các ho t ñ ng sinh ho t và s n xu t trên ñ a bàn thành ph Biên Hoà ñã th i ra sông Đ ng Nai và sông cái m t lư ng nư c th i kho ng 598138,68 m3 vào năm 2005, 656733 m3 vào năm 2010, 772457 m3 vào năm 2020 tương ñương v i t i lư ng ô nhi m BOD5 kho ng 80812 kg/ngày vào năm 2005, 73825 kg/ngày vào năm 2010, 87048 kg/ngày vào năm 2020. 3.3.2.2. Đánh giá các ngu n gây ô nhi m Lư ng nư c th i t ho t ñ ng nuôi tr ng th y s n là l n nh t k ñ n là lư ng nư c sinh ho t và ti u th công nghi p, công nghi p t p trung và th p nh t là lư ng nư c th i chăn nuôi heo. Lưu lư ng nư c th i tăng d n t năm 2005 ñ n năm 2020. T i lư ng phát sinh t ho t ñ ng sinh ho t và ti u th công nghi p là l n nh t k ñ n là ho t ñ ng s n xu t công nghi p t p trung, chăn nuôi heo và th p nh t là t i lư ng phát sinh t ho t ñ ng nuôi tr ng th y s n.
18 Chương 4 T NG QUAN V MÔ HÌNH TOÁN MIKE 11 4.1. GI I THI U MÔ HÌNH TOÁN MIKE 11 Mô hình MIKE 11 là m t ph n m m k thu t chuyên d ng do Vi n Thu l c Đan M ch (DHI) xây d ng và phát tri n trong kho ng 20 năm tr l i ñây, ñư c ng d ng ñ mô ph ng ch ñ th y l c, ch t lư ng nư c và v n chuy n bùn cát vùng c a sông, trong sông, h th ng tư i, kênh d n và các h th ng d n nư c khác. 4.2. CƠ S LÝ THUY T C A MÔ HÌNH 4.2.1. Cơ s lý thuy t mô hình th y l c (HD) Mike11 Mô ñun th y ñ ng l c là ph n quan tr ng nh t trong b mô hình MIKE11, ñư c xây d ng trên h 2 phương trình Saint - Venant cho dòng m t chi u không n ñ nh. 4.2.1.1. H phương trình Saint - Venant - Phương trình liên t c: (4.1) - Phương trình ñ ng lư ng (4.2) 4.2.1.2. Gi i h phương trình Saint – Venant theo phương pháp sai phân 6 ñi m n Trong MIKE 11, các phương trình Saint - Venant ñư c gi i b ng cách dùng lư c ñ sai phân h u h n 6 ñi m n Bbott-Inoescu Trong lư c ñ này, các c p m c nư c và lưu lư ng d c theo các nhánh sông ñư c tính trong m t h th ng các ñi m lư i xen k như trong hình 4.4.
19 hj-4 Qj-3 hj-2 hj-4 Qj-1 hj Qj+1 hj+2 hj+4 Qj+3 Hình 4.4: Nhánh sông v i các ñi m lư i xen k a) Phương trình liên t c: b) Phương trình ñ ng lư ng: 4.2.2. Cơ s lý thuy t mô hình ch t lư ng nư c Mike11 4.2.2.1. Các phương trình cơ b n ∂AC ∂QC ∂  ∂C  + −  AD  = − AKC + C2 q (4.32) ∂t ∂x ∂x  ∂x  4.2.2.2. Gi i phương trình t i khuy ch tán Gi i phương trình b ng phương pháp sai phân h u h n theo sơ ñ sai phân 6 ñi m Brian –Stone (hình 4.12) Hình 4.12: Lư i tính theo sơ ñ n sơ ñ sai phân Brian – Stone 4.2.2.3. Các ñi u ki n n ñ nh ∆x Pe = v > 2 (4.40) D ∆t Cr = v
20 Chương 5 NG D NG MÔ HÌNH TOÁN MIKE 11 MÔ PH NG ĐÁNH GIÁ CH T LƯ NG NƯ C SÔNG Đ NG NAI ĐO N CH Y QUA THÀNH PH BIÊN HÒA 5.1. T NG QUAN V MÔ HÌNH CH T LƯ NG NƯ C MIKE 11 5.1.1. Khái ni m mô hình MIKE 11 bao g m m t t p h p các module c a mô hình 1D c a dòng ch y và ch t lư ng nư c trong các con sông và c a sông. 5.1.2. Các quá trình Các module th y ñ ng l c là c t lõi c a h th ng và nó ñư c gi i quy t ho c là phương trình th y ñ ng l c ñ y ñ (St. Venant). 5.1.3. D li u yêu c u Các biên t p trong giao di n Mike 11 cho phép ngư i dùng nh p vào m t c t ngang, y u t HD, AD, WQ và các thông s trong ñó ñư c tham chi u t i m ng c a kho ng cách d c theo sông. 5.1.4. Quá trình ch y mô hình Mô hình ch y hoàn thành mô ph ng HD trư c quá trình AD và các quá trình mô ph ng WQ. Khi mô ñun HD ch y thành công, s d ng k t qu mô ñun HD này ñ ch y cho mô ñun. 5.1.5. Các k t qu ñ u ra Sau khi ch y thành công, MIKE 11 cung c p chu i th i gian v m c nư c, dòng ch y và n ng ñ cho m i y u t ch t lư ng nư c. 5.2. NG D NG MIKE 11 MÔ PH NG ĐÁNH GIÁ CH T LƯ NG NƯ C SÔNG Đ NG NAI ĐO N CH Y QUA THÀNH PH BIÊN HÒA. 5.2.1. Sơ ñ m ng lư i sông