Nghiên cứu mô phỏng chất lượng nước kênh Than và giải pháp xử lý nước thải tại Tĩnh Gia, Thanh Hóa

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu ứng dụng mô hình mike 11 mô phỏng chất lượng nước lưu vực kênh than và đề xuất xây dựng trạm thu, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Nguyễn Quốc Trung
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Văn Quy
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Ứng Dụng Mô Hình Mike 11 Mô Phỏng Chất Lượng Nước Lưu Vực Kênh Than Và Đề Xuất Xây Dựng Trạm Thu Gom, Xử Lý Nước Thải Cho Đô Thị Trung Tâm Vùng Huyện Tĩnh Gia, Tỉnh Thanh Hóa
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Sơ lược về khu vực nghiên cứu
• 0.2. Vị trí địa lý, địa hình, địa mạo
• 0.3. Đặc điểm khí tượng, thuỷ văn
• 0.4. Đặc điểm kinh tế xã hội
• 0.5. Sơ lược về chỉ số chất lượng nước WQI
• 0.6. Các hệ thống thu gom và các công nghệ xử lý nước thải đô thị
• 0.6.1. Các hệ thống thu gom
• 0.6.2. Các phương pháp xử lý
• 0.6.3. Công nghệ thu gom và xử lý nước thải tại Việt Nam
• 0.7. Các mô hình tính toán chất lượng nước
• 0.7.1. Giới thiệu các mô hình trên thế giới và ứng dụng, nghiên cứu ở Việt Nam
• 0.7.2. Lựa chọn mô hình tính toán, mô phỏng chất lượng nước
• 1. CHƯƠNG 1: Sơ lược về khu vực nghiên cứu
• 1.1. Vị trí địa lý, địa hình, địa mạo
• 1.2. Đặc điểm khí tượng, thuỷ văn
• 1.3. Đặc điểm kinh tế xã hội
• 1.4. Sơ lược về chỉ số chất lượng nước WQI
• 1.4.1. Giới thiệu chung về WQI
• 1.4.2. Quy trình xây dựng WQI
• 1.4.2.1. Bước 1: Lựa chọn thông số
• 1.4.2.2. Bước 2: Chuyển đổi thông số về cùng một thang đo (tính toán chỉ số phụ)
• 1.4.2.3. Bước 3: Trọng số của các thông số
• 1.4.2.4. Bước 4: Tính toán chỉ số WQI cuối cùng
• 1.4.3. Kinh nghiệm xây dựng WQI của một số quốc gia trên Thế giới và ở Việt Nam
• 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu thứ cấp
• 2.2.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa
• 2.2.3. Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích mẫu
• 2.2.4. Phương pháp đánh giá nhanh
• 2.2.5. Phương pháp phân tích, so sánh và đánh giá tổng hợp
• 2.2.6. Phương pháp mô hình toán
• 2.2.7. Phương pháp tần suất thống kê
• 2.2.8. Phương pháp tính toán
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Hiện trạng thoát nước và chất lượng nước khu vực nghiên cứu
• 3.1.1. Hiện trạng thoát nước
• 3.1.2. Hiện trạng chất lượng nước lưu vực kênh Than
• 3.2. Áp dụng mô hình và kết quả
• 3.2.1. Các thông tin đầu vào cho mô hình thủy lực
• 3.2.2. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực
• 3.2.3. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình chất lượng nước kênh Than
• 3.2.4. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước lưu vực kênh Than
• 3.3. Đề xuất hệ thống công nghệ thu gom và xử lý nước thải cho trung tâm thị trấn Tĩnh Gia
• 3.3.1. Sơ đồ công nghệ, thiết bị
• 3.3.2. Đặc tính nước thải đầu vào và hiệu quả xử lý
• 3.3.3. Đề xuất, lựa chọn vị trí công nghệ thu gom xử lý nước thải
• 3.3.4. Tính toán các thiết bị và công trình liên quan
• 3.3.5. Khái toán đầu tư cho dây chuyền công nghệ lựa chọn
• 3.3.6. Chi phí vận hành, giá thành
• 4. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về mô phỏng chất lượng nước kênh Than

Mô phỏng chất lượng nước là một công cụ quan trọng trong việc quản lý và bảo vệ nguồn nước. Kênh Than, nằm ở huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa, đang đối mặt với nhiều thách thức về ô nhiễm nước. Việc áp dụng mô hình MIKE 11 giúp đánh giá và dự báo chất lượng nước, từ đó đưa ra các giải pháp xử lý hiệu quả.

1.1. Đặc điểm địa lý và môi trường kênh Than

Kênh Than có vị trí địa lý đặc biệt, với hệ thống thoát nước và chất lượng nước bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như khí hậu, địa hình và hoạt động kinh tế. Đặc điểm này cần được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình mô phỏng.

1.2. Tầm quan trọng của chất lượng nước

Chất lượng nước không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng mà còn tác động đến hệ sinh thái và phát triển kinh tế. Việc theo dõi và cải thiện chất lượng nước là cần thiết để đảm bảo sự bền vững cho khu vực.

II. Thách thức ô nhiễm nước tại kênh Than

Kênh Than đang phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng do nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Hệ thống thoát nước chưa được đầu tư đồng bộ, dẫn đến việc nước thải đổ trực tiếp vào kênh, gây ra nhiều vấn đề về môi trường.

2.1. Nguyên nhân chính gây ô nhiễm

Các nguyên nhân chính bao gồm sự phát triển nhanh chóng của đô thị, hoạt động công nghiệp và thiếu hệ thống xử lý nước thải hiệu quả. Những yếu tố này đã làm gia tăng ô nhiễm chất lượng nước tại kênh Than.

2.2. Hệ quả của ô nhiễm nước

Ô nhiễm nước không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn làm suy giảm đa dạng sinh học và chất lượng môi trường sống. Điều này đòi hỏi các biện pháp khẩn cấp để cải thiện tình hình.

III. Phương pháp mô phỏng chất lượng nước kênh Than

Mô hình MIKE 11 được sử dụng để mô phỏng chất lượng nước tại kênh Than. Phương pháp này cho phép đánh giá chính xác các thông số chất lượng nước và dự báo diễn biến trong tương lai.

3.1. Giới thiệu mô hình MIKE 11

MIKE 11 là một mô hình thủy động lực học và chất lượng nước, được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu và quản lý tài nguyên nước. Mô hình này giúp phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước.

3.2. Quy trình mô phỏng chất lượng nước

Quy trình mô phỏng bao gồm việc thu thập dữ liệu, thiết lập mô hình, chạy mô phỏng và phân tích kết quả. Điều này giúp đưa ra các giải pháp xử lý nước thải hiệu quả cho khu vực.

IV. Giải pháp xử lý nước thải cho kênh Than

Để cải thiện chất lượng nước tại kênh Than, cần thiết phải xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải hiệu quả. Các giải pháp này sẽ giúp giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường.

4.1. Hệ thống thu gom nước thải

Xây dựng hệ thống thu gom nước thải đồng bộ và hiện đại là cần thiết để ngăn chặn nước thải đổ trực tiếp vào kênh. Hệ thống này cần được thiết kế phù hợp với quy hoạch đô thị.

4.2. Công nghệ xử lý nước thải

Áp dụng các công nghệ xử lý nước thải tiên tiến sẽ giúp nâng cao hiệu quả xử lý và giảm thiểu ô nhiễm. Các công nghệ này cần được nghiên cứu và lựa chọn phù hợp với điều kiện thực tế tại khu vực.

V. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng mô hình MIKE 11 giúp đánh giá chính xác chất lượng nước tại kênh Than. Kết quả này có thể được sử dụng để đề xuất các giải pháp cải thiện chất lượng nước.

5.1. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước

Kết quả đánh giá cho thấy chất lượng nước tại kênh Than đang ở mức báo động. Các thông số như BOD, COD và TSS đều vượt quá giới hạn cho phép, cần có biện pháp khắc phục ngay.

5.2. Đề xuất giải pháp cải thiện

Dựa trên kết quả nghiên cứu, các giải pháp cải thiện chất lượng nước đã được đề xuất, bao gồm xây dựng hệ thống xử lý nước thải và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường.

VI. Kết luận và triển vọng tương lai

Việc mô phỏng chất lượng nước kênh Than là cần thiết để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Các giải pháp xử lý nước thải cần được triển khai đồng bộ để đảm bảo sự bền vững cho khu vực.

6.1. Tương lai của chất lượng nước kênh Than

Nếu các giải pháp được thực hiện hiệu quả, chất lượng nước tại kênh Than có thể được cải thiện đáng kể, góp phần vào sự phát triển bền vững của khu vực.

6.2. Vai trò của cộng đồng trong bảo vệ môi trường

Cộng đồng cần được nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của chất lượng nước và tham gia tích cực vào các hoạt động bảo vệ môi trường, từ đó tạo ra một môi trường sống tốt hơn cho mọi người.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa, với dân số khoảng hơn 70.000 người, là khu vực có tiềm năng phát triển kinh tế đa dạng như công nghiệp, du lịch và thủy sản. Tuy nhiên, sự phát triển này đồng thời tạo ra áp lực lớn lên môi trường, đặc biệt là chất lượng nước tại lưu vực kênh Than – tuyến kênh tiêu chính cho nhiều xã trong huyện với diện tích lưu vực khoảng 6.691 ha và chiều dài hơn 23 km. Hiện trạng hệ thống thoát nước chưa đồng bộ, nước thải sinh hoạt và nước mưa chảy chung, nhiều hộ dân chưa có hệ thống xử lý nước thải hợp lý, dẫn đến ô nhiễm nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng và phát triển bền vững của đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia.

Mục tiêu nghiên cứu là ứng dụng mô hình MIKE 11 để mô phỏng, đánh giá và dự báo chất lượng nước lưu vực kênh Than theo quy hoạch phát triển kinh tế xã hội đến năm 2030. Trên cơ sở đó, đề xuất giải pháp xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải phù hợp cho khu đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia. Nghiên cứu tập trung vào phân tích hiện trạng chất lượng nước, ứng dụng mô hình số để mô phỏng các chỉ tiêu môi trường quan trọng như DO, BOD5, NH4+, NO3-, tổng Nitơ, tổng Phốt pho, đồng thời đề xuất công nghệ xử lý và vị trí xây dựng trạm thu gom, xử lý nước thải nhằm cải thiện chất lượng nước và bảo vệ môi trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Mô hình MIKE 11: Là phần mềm mô phỏng thủy lực và chất lượng nước một chiều, tích hợp các mô đun thủy lực (HD), tải-khuếch tán (AD) và sinh thái (Ecolab). Mô hình cho phép mô phỏng các quá trình vận chuyển, khuếch tán và biến đổi sinh hóa của các chỉ tiêu chất lượng nước như DO, BOD5, NH4+, NO3-, phốt pho, coliform, phù hợp với điều kiện lưu vực kênh Than.

• Chỉ số chất lượng nước (WQI): Là chỉ số tổng hợp đánh giá chất lượng nước dựa trên các thông số môi trường quan trọng. WQI giúp phân vùng chất lượng nước, theo dõi diễn biến theo thời gian và không gian, hỗ trợ ra quyết định quản lý môi trường.

• Các phương pháp xử lý nước thải đô thị: Bao gồm xử lý cơ học (song chắn rác, bể lắng cát), xử lý hóa lý (đông tụ, keo tụ), và xử lý sinh học (hồ sinh học, bể UASB). Lý thuyết này giúp lựa chọn công nghệ phù hợp cho trạm xử lý nước thải tại khu vực nghiên cứu.

Các khái niệm chính bao gồm: lưu lượng dòng chảy, mực nước, hệ số nhám Manning, hệ số phân hủy sinh học, vận tốc dòng chảy, hệ số khuếch tán, và các chỉ tiêu môi trường như DO, BOD5, NH4+, NO3-, tổng Nitơ, tổng Phốt pho.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Số liệu thủy văn, thủy lực, chất lượng nước được thu thập từ các cơ quan quản lý như Sở Tài nguyên và Môi trường, UBND huyện Tĩnh Gia, trạm khí tượng thủy văn, cùng với số liệu quan trắc thực địa năm 2017 tại 12 vị trí lấy mẫu nước mặt và 4 vị trí nước thải.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng mô hình MIKE 11 để mô phỏng thủy lực và chất lượng nước, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình dựa trên số liệu thực đo lưu lượng, mực nước và các chỉ tiêu môi trường. Phân tích số liệu bằng phương pháp thống kê, so sánh với quy chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT và QCVN 14:2008/BTNMT.

• Timeline nghiên cứu: Thu thập số liệu và khảo sát thực địa tháng 10/2017; xây dựng và hiệu chỉnh mô hình trong vòng 6 tháng; phân tích kết quả và đề xuất giải pháp trong 3 tháng tiếp theo.

• Phương pháp lấy mẫu và phân tích: Lấy mẫu theo TCVN 5992-1995 và TCVN 5993-1995, phân tích các chỉ tiêu pH, DO, BOD5, COD, NH4+, NO3-, tổng Nitơ, tổng Phốt pho, coliform theo tiêu chuẩn TCVN và SMEWW.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng chất lượng nước kênh Than: Nồng độ DO tại các điểm quan trắc dao động từ 2,5 đến 4,0 mg/L, thấp hơn ngưỡng tối thiểu 3,5 mg/L theo QCVN, cho thấy tình trạng thiếu oxy nghiêm trọng. Nồng độ BOD5 dao động từ 16 đến trên 20 mg/L, vượt mức cho phép 6 mg/L, phản ánh ô nhiễm hữu cơ cao. Nồng độ NH4+ và NO3- cũng vượt quy chuẩn, với NH4+ lên đến 3,5 mg/L và NO3- khoảng 5 mg/L.

2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MIKE 11: Mô hình thủy lực cho kết quả mực nước và lưu lượng tương đồng với số liệu thực đo tại các vị trí Bến Ngao và Đò Bè với sai số trung bình dưới 10%. Mô hình chất lượng nước mô phỏng chính xác diễn biến DO, BOD5, NH4+, NO3- với sai số dưới 15%, đủ tin cậy để dự báo xu thế ô nhiễm.

3. Dự báo chất lượng nước đến năm 2030: Theo kịch bản phát triển kinh tế xã hội, nếu không có biện pháp xử lý, nồng độ BOD5 và NH4+ sẽ tiếp tục tăng khoảng 20-30%, làm suy giảm nghiêm trọng chất lượng nước và ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng.

4. Đề xuất công nghệ xử lý: Hồ sinh học kết hợp bể UASB được lựa chọn phù hợp với đặc điểm nước thải sinh hoạt và dịch vụ tại khu vực, dự kiến đạt hiệu quả xử lý BOD5 giảm trên 85%, NH4+ giảm trên 70%, đảm bảo đạt quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của ô nhiễm là do hệ thống thu gom nước thải chưa đồng bộ, nước thải sinh hoạt và nước mưa chảy chung, nhiều hộ dân chưa có bể tự hoại, nước thải chưa qua xử lý trực tiếp xả vào kênh Than. Kết quả mô hình MIKE 11 cho thấy mô hình phù hợp với điều kiện thực tế, có thể ứng dụng để dự báo và quản lý chất lượng nước hiệu quả. So sánh với các nghiên cứu tương tự tại các lưu vực sông khác ở Việt Nam, kết quả tương đồng về mức độ ô nhiễm và hiệu quả xử lý đề xuất. Việc xây dựng trạm thu gom và xử lý nước thải là cấp thiết để bảo vệ môi trường và phát triển bền vững đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ diễn biến nồng độ DO, BOD5, NH4+ theo thời gian tại các điểm quan trắc, bảng so sánh kết quả mô hình với số liệu thực đo và quy chuẩn, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả mô hình và mức độ ô nhiễm.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng hệ thống thu gom nước thải riêng biệt cho khu đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia, nhằm tách biệt nước thải sinh hoạt và nước mưa, giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước. Thời gian thực hiện dự kiến 3 năm, chủ thể thực hiện là UBND huyện phối hợp với các đơn vị tư vấn kỹ thuật.

2. Xây dựng trạm xử lý nước thải sinh hoạt và dịch vụ công suất phù hợp với lưu lượng nước thải ước tính khoảng 3.000 m3/ngày đêm, áp dụng công nghệ hồ sinh học kết hợp bể UASB để đạt hiệu quả xử lý BOD5 và NH4+ theo quy chuẩn. Thời gian hoàn thành dự kiến 2 năm, do Ban Quản lý dự án đầu tư xây dựng huyện chủ trì.

3. Tăng cường công tác quan trắc, giám sát chất lượng nước định kỳ tại các điểm trọng yếu trên lưu vực kênh Than để đánh giá hiệu quả xử lý và điều chỉnh kịp thời các biện pháp quản lý. Chủ thể thực hiện là Sở Tài nguyên và Môi trường phối hợp UBND huyện, thực hiện liên tục hàng năm.

4. Tuyên truyền, nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường, khuyến khích xây dựng bể tự hoại hợp vệ sinh tại các hộ dân, giảm thiểu xả thải trực tiếp ra môi trường. Thời gian triển khai liên tục, chủ thể là các tổ chức xã hội, chính quyền địa phương.

5. Xây dựng quy hoạch phát triển hạ tầng thoát nước đô thị đồng bộ theo hướng bền vững, kết hợp với quy hoạch phát triển kinh tế xã hội đến năm 2030, đảm bảo cân bằng giữa phát triển và bảo vệ môi trường. Chủ thể là Sở Xây dựng và UBND tỉnh Thanh Hóa, thời gian thực hiện 5 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường và đô thị: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch phát triển hạ tầng thoát nước và xử lý nước thải, nâng cao hiệu quả quản lý môi trường tại các đô thị vùng ven biển.

2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật môi trường: Tham khảo phương pháp ứng dụng mô hình MIKE 11 trong mô phỏng chất lượng nước, kỹ thuật thu thập và phân tích số liệu môi trường, cũng như các giải pháp xử lý nước thải phù hợp với điều kiện Việt Nam.

3. Các đơn vị tư vấn, thiết kế công trình xử lý nước thải: Áp dụng các kết quả mô hình và đề xuất công nghệ xử lý để thiết kế các hệ thống thu gom và xử lý nước thải hiệu quả, phù hợp với đặc điểm địa phương.

4. Cộng đồng dân cư và các tổ chức xã hội: Nâng cao nhận thức về tác động của ô nhiễm nước, vai trò của hệ thống thu gom và xử lý nước thải, từ đó tham gia tích cực vào các hoạt động bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

Câu hỏi thường gặp

1. Mô hình MIKE 11 có ưu điểm gì trong mô phỏng chất lượng nước?
   Mô hình MIKE 11 tích hợp thủy lực, tải-khuếch tán và sinh thái, cho phép mô phỏng chính xác các quá trình vận chuyển và biến đổi sinh hóa trong kênh sông. Giao diện thân thiện, tích hợp GIS, dễ hiệu chỉnh và kiểm định, phù hợp với nhiều loại lưu vực.

2. Tại sao cần xây dựng hệ thống thu gom nước thải riêng biệt?
   Việc tách biệt nước thải sinh hoạt và nước mưa giúp giảm tải cho hệ thống xử lý, tránh ngập úng, giảm ô nhiễm nguồn nước và nâng cao hiệu quả xử lý nước thải, đồng thời phù hợp với quy hoạch phát triển đô thị bền vững.

3. Công nghệ xử lý nước thải nào phù hợp cho khu vực nghiên cứu?
   Hồ sinh học kết hợp bể UASB được lựa chọn do chi phí đầu tư thấp, hiệu quả xử lý cao với các chỉ tiêu BOD5, NH4+, phù hợp với đặc điểm nước thải sinh hoạt và dịch vụ tại huyện Tĩnh Gia.

4. Chỉ số WQI được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   WQI tổng hợp các thông số môi trường thành một chỉ số duy nhất, giúp đánh giá nhanh chất lượng nước, phân vùng ô nhiễm, theo dõi diễn biến và hỗ trợ ra quyết định quản lý môi trường hiệu quả.

5. Làm thế nào để đảm bảo tính chính xác của mô hình?
   Bằng cách thu thập số liệu thực địa đầy đủ, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình với số liệu thực đo lưu lượng, mực nước và chất lượng nước, đồng thời áp dụng các thông số mô hình đã được kiểm nghiệm, đảm bảo kết quả mô phỏng sát thực tế.

Kết luận

• Ứng dụng mô hình MIKE 11 đã mô phỏng thành công chất lượng nước lưu vực kênh Than, phản ánh chính xác hiện trạng ô nhiễm và dự báo xu thế đến năm 2030.
• Kết quả cho thấy nồng độ DO thấp, BOD5 và NH4+ vượt quy chuẩn, cảnh báo nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng nếu không có biện pháp xử lý.
• Đề xuất xây dựng hệ thống thu gom nước thải riêng biệt và trạm xử lý nước thải công nghệ hồ sinh học kết hợp bể UASB nhằm cải thiện chất lượng nước.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho quản lý môi trường và phát triển đô thị bền vững tại huyện Tĩnh Gia.
• Khuyến nghị triển khai các giải pháp trong vòng 3-5 năm, đồng thời tăng cường giám sát và tuyên truyền cộng đồng để bảo vệ nguồn nước.

Các cơ quan quản lý và đơn vị liên quan cần phối hợp triển khai xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải theo đề xuất, đồng thời áp dụng mô hình MIKE 11 để giám sát và điều chỉnh chính sách quản lý môi trường hiệu quả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Sơ lược về khu vực nghiên cứu 1. Vị trí địa lý, địa hình, địa mạo Đô thị trung tâm Vùng huyện Tĩnh Gia bao gồm thị trấn Tĩnh Gia và các xã Bình Minh, Hải Thanh, Hải Hòa, Nguyên Bình, Hải Nhân, Ninh Hải, Xuân Lâm; phía Bắc giáp xã Định Hải (khu vực Cầu Hang); phía Nam giáp sông Bạng; phía Đông giáp biển Đông và phía Tây giáp xã Phú Lâm (Hình 1. Sơ đồ vị trí đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia Nguồn: Báo cáo Quy hoạch chung xây dựng Đô thị Trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa đến năm 2030 tầm nhìn đến 2050, Thanh Hóa, 2015 Khu vực này có địa hình đồng bằng xen đồi núi thấp, là vùng bán sơn - địa với cao độ trung bình (+2,50), cao trình mặt đất thay đổi từ (+0,30) đến (+2,50) 3 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] trong đồng lúa và từ (+2,00) đến (+4,00) trong khu dân cư và đường xá.

Địa mạo có độ dốc thoải dần từ phía đất liền ra biển [4]. Đặc điểm khí tượng, thuỷ văn Khí hậu mang tính đặc trưng của khí hậu vùng đồng bằng ven biển tỉnh Thanh Hóa, chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm và mưa nhiều. Nhiệt độ không khí trong năm trung bình 250C, cao nhất 380C - 390C, thấp nhất 4,10C vào tháng 12. Độ ẩm tương đối của không khí từ 85 - 87 % và độ ẩm tuyệt đối trung bình từ 24 - 25,4 g/m3, sự chênh lệch độ ẩm giữa các vùng không lớn.

Độ ẩm thấp đi rõ rệt vào các tháng đầu mùa hạ [4]. Gió đông bắc từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Gió Tây Nam khô nóng từ tháng 4 đến tháng 7 làm mất thế cân bằng nước trong đất và thực vật, gây ra hạn hán có khi rất trầm trọng. Hướng gió thịnh hành từ tháng 3 đến tháng 7 chủ yếu Đông Nam đến Tây Nam, từ tháng 8 đến tháng 10 hướng chính là Tây và Tây Bắc, từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau gió hướng Bắc và Đông Bắc.

Tốc độ gió trung bình khoảng 1,8 m/s, gió mạnh nhất thường là do bão gây ra đạt tới 40 m/s [4]. Mùa mưa bão thường bắt đầu từ tháng 5 và tháng 6, kết thúc vào tháng 10 và tháng 11 trong năm. Bình quân mỗi năm có từ 3 đến 5 trận bão có nguy cơ đổ bộ vào Thanh Hóa mà Tĩnh Gia là vùng chịu ảnh hưởng trực tiếp [4]. Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm trong khu vực khoảng 870 mm.

Mùa nóng bốc hơi nhiều hơn mùa lạnh [4]. Lượng mưa trung bình: 1920 mm, lớn nhất: 3024 mm (1994) và nhỏ nhất: 1100 mm (1957). Lượng mưa này phân bổ không đều theo tháng. Số ngày mưa trong năm từ 125 - 135 ngày [4].

Khu vực này chịu ảnh hưởng trực tiếp của thuỷ triều, biên độ thuỷ triều lớn. Tốc độ truyền sóng triều khi triều lên trung bình khoảng 10 km/h và khi thuỷ triều xuống đạt hơn 10 km/h. Kênh Than không bị ảnh hưởng của thủy triều, do kênh Than tiêu ra sông Yên và sông Bạng qua 2 cửa tiêu có nhiệm vụ ngăn mặn và giữ ngọt là cống Bến Ngao và cống Đò Bè [4]. 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.

Đặc điểm kinh tế xã hội Khu vực này là Trung tâm Hành chính - chính trị, kinh tế, văn hóa - xã hội của huyện Tĩnh Gia (trong giai đoạn toàn huyện Tĩnh Gia chưa hình thành một đô thị). Dân số hiện tại khoảng 69. Trong đó Hải Thanh là xã có mật độ dân số và quy mô dân số tập trung cao nhất, cao hơn cả thị trấn Tĩnh Gia. Huyện Tĩnh Gia có tỷ trọng công nghiệp - xây dựng cao hơn hẳn và tỷ trọng nông, lâm, thủy sản thấp hơn so với toàn tỉnh.

Cơ cấu nông, lâm, thuỷ sản chiếm 7,5 %; công nghiệp - xây dựng chiếm 82,5 %; dịch vụ chiếm 10 %. Trên địa bàn có 01 trung tâm thương mại và các chợ lớn, như chợ Hải Bình, chợ Thượng Hải - xã Hải Thanh và chợ Thị trấn. Tính đến cuối năm 2014, trên địa bàn đã có 37 khách sạn, nhà nghỉ, đáp ứng được nhu cầu du lịch, giải trí của các du khách thập phương, đặc biệt vào mùa du lịch (từ tháng 5 đến tháng 9 hàng năm) [5]. Sơ lược về chỉ số chất lượng nước WQI  Giới thiệu chung về WQI Chỉ số chất lượng nước WQI (Water Quality Index) là một chỉ số tổ hợp được tính toán từ các thông số chất lượng nuớc xác định thông qua một công thức toán học.

WQI dùng để mô tả định lượng về chất lượng nước và được biểu diễn qua một thang điểm. Các ứng dụng chủ yếu của WQI bao gồm: - Phục vụ quá trình ra quyết định phân bổ tài chính và xác định các vấn đề ưu tiên; - Phân vùng chất lượng nước; - Thực thi tiêu chuẩn qua việc đánh giá mức độ đáp ứng/không đáp ứng của chất lượng nước đối với tiêu chuẩn hiện hành; - Phân tích diễn biến chất lượng nước theo không gian và thời gian; - Công bố thông tin cho cộng đồng; - Nghiên cứu khoa học (đánh giá tác động của quá trình đô thị hóa đến chất lượng nước khu vực, đánh giá hiệu quả kiểm soát phát thải,…)  Quy trình xây dựng WQI Hầu hết các mô hình WQI hiện nay đều được xây dựng theo 4 bước. 5 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Bước 1: Lựa chọn thông số Sự lựa chọn các thông số để tính toán WQI phụ thuộc vào mục đích sử dụng nguồn nước và mục tiêu của WQI. Dựa vào mục đích sử dụng WQI có thể được phân loại thành chỉ số chất lượng nước thông thường và chỉ số chất lượng nước cho mục đích sử dụng đặc biệt.

Việc lựa chọn thông số có thể dùng phương pháp Delphi hoặc phân tích nhân tố quan trọng. Các thông số nên được lựa chọn theo 5 chỉ thị: Hàm lượng ôxy hòa tan (DO); phú dưỡng (NH4+, NO3-, tổng N, PO43-, tổng P, BOD5, COD, TOC); các yếu tố ảnh hưởng tới sức khỏe (tổng Coliform, Fecal Coliform, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, các kim loại nặng); đặc tính vật lý (nhiệt độ, pH, màu sắc) và chất rắn lơ lửng (TSS), độ đục [15]. Bước 2: Chuyển đổi thông số về cùng một thang đo (tính toán chỉ số phụ) Các thông số thường có đơn vị khác nhau và có các khoảng giá trị khác nhau. Vì vậy cần phải chuyển các thông số về cùng một thang đo, và tạo ra một chỉ số phụ cho mỗi thông số.

Chỉ số phụ có thể được tạo ra bằng tỉ số giữa giá trị thông số và giá trị trong quy chuẩn [15]. Bước 3: Trọng số của các thông số Các thông số có tầm quan trọng khác nhau đối với chất lượng nước. Trọng số có thể xác định bằng phương pháp Delphi; Phương pháp đánh giá tầm quan trọng dựa vào mục đích sử dụng; Tầm quan trọng của các thông số đối với đời sống thủy sinh; Tính toán trọng số dựa trên các tiêu chuẩn hiện hành; Dựa trên đặc điểm của nguồn thải vào lưu vực và bằng các phương pháp thống kê, …[15] Bước 4 : Tính toán chỉ số WQI cuối cùng Một số bất cập khi tính toán chỉ số WQI cuối cùng là một chỉ số phụ thể hiện WQ xấu nhưng có thể chỉ số cuối cùng lại thể hiện chất lượng tốt (tính che khuất); hoặc khi WQ chấp nhận được nhưng chỉ số WQI lại thể hiện ngược lại (tính mơ hồ); ngoài ra, một thông số có thể bổ sung vào việc đánh giá WQ nhưng lại không được tính vào WQI do phương pháp đã được cố định (tính không mềm dẻo). Các phương pháp thường sử dụng được thống kê trong Bảng 1.

6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Các phương pháp tính chỉ số WQI TT Phương pháp Công thức 1 Trung bình cộng không trọng số 2 Trung bình cộng có trọng số 3 Trung bình nhân không trọng số 4 Trung bình nhân có trọng số 5 Tổng không trọng số dạng Solway 6 Tổng có trọng số dạng Solway Trung bình bình phương điều hòa không 7 trọng số 8 Giá trị nhỏ nhất I = Min(q 1,q2, .qn) 9 Giá trị lớn nhất I = Max(q 1,q2, .qn) Nguồn: Tổng cục Môi trường, 2010 trong đó: qi - chỉ số phụ; n - số lượng thông số chất lượng nước ; wi - trọng số  Kinh nghiệm xây dựng WQI của một số quốc gia trên Thế giới và ở Việt Nam Từ những năm 70 đến nay, trên thế giới đã có hàng trăm công trình nghiên cứu phát triển và áp dụng mô hình WQI cho quốc gia hay địa phương theo một trong 3 hướng: Áp dụng một mô hình WQI có sẵn hoặc cải tiến của nước ngoài vào quốc gia/ địa phương hoặc nghiên cứu phát triển một mô hình mới. Ở Hoa Kỳ, WQI được xây dựng cho mỗi Bang, đa số các Bang tiếp cận theo phương pháp của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation Foundation - NSF), sau đây gọi tắt là WQI - NSF. Tại Canada, từ năm 2001 đã xây dựng WQI theo phương pháp của Cơ quan Bảo vệ môi trường Canada (The Canadian Council of Ministers of the Environment - CCME).

Các quốc gia ở châu Âu cũng như 7 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Malaysia và Ấn Độ chủ yếu áp dụng WQI - NSF (của Hoa Kỳ), tuy nhiên các thông số và phương pháp tính chỉ số phụ được lựa chọn riêng tùy theo mục đích sử dụng. Tại Việt Nam WQI cũng đã được triển khai chính thức. Tôn Thất Lãng và các cộng sự (năm 2008) đã sử dụng phương pháp Delphi để lựa chọn các thông số (BOD, tổng N, DO, SS, pH, Coliform) để tính WQI cho sông Đồng Nai và kết hợp với phương pháp đường cong tỉ lệ để tính toán chỉ số phụ. Trên cơ sở đó đã xác định được các thông số chất lượng nước quan trọng, xây dựng chỉ số phụ và hàm chất lượng nước để đánh giá, phân loại chất lượng nước hệ thống sông Đồng Nai theo chỉ số WQI cuối cùng [15].

Lê Trình và các cộng sự (năm 2008) đã áp dụng theo 2 mô hình WQI cơ bản của Hoa Kỳ (NSF) và Ấn Độ (Bhargava) đã phân vùng được chất lượng nước theo các chỉ số và đánh giá được khả năng sử dụng các nguồn nước sông, kênh rạch ở vùng thành phố Hồ Chí Minh [15]. Từ năm 2011, Tổng cục môi trường, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban hành “Sổ tay hướng dẫn tính toán chỉ số chất lượng nước” để hướng dẫn việc tính toán chỉ số chất lượng nước từ số liệu quan trắc môi trường nước mặt lục địa. Các hệ thống thu gom và các công nghệ xử lý nước thải đô thị 1.