Luận văn thạc sĩ hus 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

Luận văn thạc sĩ HUS ứng dụng mô hình Mike 11 để mô phỏng chất lượng nước và đề xuất trạm xử lý nước thải tại Tĩnh Gia, Thanh Hóa.

• Tác giả: Nguyễn Quốc Trung
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Văn Quy
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• 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
• 0.5.1. Giới thiệu chung về WQI
• 0.5.2. Quy trình xây dựng WQI
• 0.5.3. Kinh nghiệm xây dựng WQI của một số quốc gia trên Thế giới và ở Việt Nam
• 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
• 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu thứ cấp
• 2.4. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa
• 2.5. Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích mẫu
• 2.6. Phương pháp đánh giá nhanh
• 2.7. Phương pháp phân tích, so sánh và đánh giá tổng hợp
• 2.8. Phương pháp mô hình toán
• 2.9. Phương pháp tần suất thống kê
• 2.10. 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
• 3.2. Hiện trạng thoát nước. Hiện trạng chất lượng nước lưu vực kênh Than. Áp dụng mô hình và kết quả
• 3.3. Các thông tin đầu vào cho mô hình thủy lực
• 3.4. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực
• 3.5. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình chất lượng nước kênh Than
• 3.6. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước lưu vực kênh Than
• 3.7. Đề xuất hệ thống công nghệ thu gom và xử lý nước thải cho trung tâm thị trấn Tĩnh Gia. Sơ đồ công nghệ, thiết bị
• 3.8. Đặc tính nước thải đầu vào và hiệu quả xử lý
• 3.9. Đề xuất, lựa chọn vị trí công nghệ thu gom xử lý nước thải
• 3.10. Tính toán các thiết bị và công trình liên quan
• 3.11. Khái toán đầu tư cho dây chuyền công nghệ lựa chọn
• 3.12. Chi phí vận hành, giá thành
• 4. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Ứng Dụng Mô Hình MIKE 11 Trong Mô Phỏng Chất Lượng Nước

Mô hình MIKE 11 là một công cụ mạnh mẽ trong việc mô phỏng chất lượng nước, đặc biệt là trong các lưu vực sông và kênh. Tại khu vực Tĩnh Gia, Thanh Hóa, mô hình này được áp dụng để đánh giá và dự báo chất lượng nước tại kênh Than. Việc sử dụng mô hình này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về tình trạng ô nhiễm mà còn hỗ trợ trong việc đưa ra các giải pháp quản lý nước hiệu quả.

1.1. Mô Hình MIKE 11 Là Gì

MIKE 11 là một mô hình thủy động lực và chất lượng nước, được phát triển bởi DHI Water & Environment. Mô hình này cho phép mô phỏng các quá trình vật lý và hóa học trong nước, từ đó đánh giá chất lượng nước một cách chính xác.

1.2. Tại Sao Nên Ứng Dụng MIKE 11 Tại Kênh Than

Kênh Than là một trong những nguồn nước chính tại huyện Tĩnh Gia. Việc ứng dụng MIKE 11 giúp phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước, từ đó đưa ra các biện pháp cải thiện và bảo vệ môi trường nước.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Chất Lượng Nước Tại Kênh Than Tĩnh Gia

Chất lượng nước tại kênh Than đang bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi các hoạt động kinh tế xã hội. Nước thải sinh hoạt và công nghiệp chưa được xử lý đúng cách, dẫn đến tình trạng ô nhiễm. Việc đánh giá hiện trạng chất lượng nước là rất cần thiết để có những biện pháp khắc phục kịp thời.

2.1. Nguyên Nhân Gây Ô Nhiễm

Các nguồn ô nhiễm chủ yếu đến từ nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và các hoạt động nông nghiệp. Hệ thống thoát nước chưa được đầu tư đồng bộ, dẫn đến tình trạng nước thải đổ trực tiếp vào kênh.

2.2. Tác Động Của Ô Nhiễm Đến Môi Trường

Ô nhiễm chất lượng nước không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng mà còn tác động tiêu cực đến hệ sinh thái và nguồn tài nguyên nước. Điều này đòi hỏi sự can thiệp kịp thời từ các cơ quan chức năng.

III. Phương Pháp Mô Phỏng Chất Lượng Nước Bằng MIKE 11

Phương pháp mô phỏng chất lượng nước bằng MIKE 11 bao gồm nhiều bước từ thu thập dữ liệu đến phân tích kết quả. Việc áp dụng mô hình này giúp dự đoán diễn biến chất lượng nước trong tương lai, từ đó đưa ra các giải pháp quản lý hiệu quả.

3.1. Quy Trình Mô Phỏng Chất Lượng Nước

Quy trình mô phỏng bao gồm các bước như thu thập dữ liệu đầu vào, thiết lập mô hình, chạy mô phỏng và phân tích kết quả. Mỗi bước đều cần sự chính xác và cẩn thận để đảm bảo độ tin cậy của mô hình.

3.2. Các Thông Số Cần Thiết Trong Mô Hình

Các thông số như lưu lượng, nồng độ ô nhiễm, và các yếu tố môi trường khác cần được xác định rõ ràng để mô hình hoạt động hiệu quả. Việc lựa chọn thông số phù hợp là rất quan trọng trong quá trình mô phỏng.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Chất Lượng Nước Tại Kênh Than

Kết quả nghiên cứu cho thấy chất lượng nước tại kênh Than đang ở mức báo động. Các chỉ số như BOD, COD, và nồng độ các chất ô nhiễm vượt quá quy chuẩn cho phép. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp xử lý nước thải hiệu quả.

4.1. Đánh Giá Hiện Trạng Chất Lượng Nước

Đánh giá hiện trạng chất lượng nước cho thấy nhiều vị trí có nồng độ ô nhiễm cao, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái. Cần có các biện pháp khắc phục kịp thời.

4.2. Đề Xuất Giải Pháp Cải Thiện

Đề xuất xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải cho khu đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia. Giải pháp này không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn bảo vệ môi trường sống cho người dân.

V. Kết Luận Và Tương Lai Của Chất Lượng Nước Tại Kênh Than

Việc ứng dụng mô hình MIKE 11 trong mô phỏng chất lượng nước tại kênh Than là một bước tiến quan trọng trong công tác quản lý tài nguyên nước. Tương lai của chất lượng nước tại khu vực này phụ thuộc vào các biện pháp quản lý và xử lý nước thải hiệu quả.

5.1. Tầm Quan Trọng Của Quản Lý Nước

Quản lý nước hiệu quả không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng.

5.2. Hướng Đi Tương Lai

Hướng tới một đô thị bền vững, việc đầu tư vào công nghệ xử lý nước thải và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường là rất cần thiết. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc cải thiện mô hình và áp dụng các công nghệ mới.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực đô thị trung tâm huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa đang trải qua giai đoạn chuyển dịch cơ cấu kinh tế mạnh mẽ với tỷ trọng công nghiệp và xây dựng chiếm tới 82,5%, trong khi khu vực nông lâm thủy sản chỉ còn chiếm 7,5%. Sự gia tăng nhanh chóng của quy mô dân số với hơn 70.000 người sinh sống trên diện tích quy hoạch 7.718 ha thuộc 7 xã và 1 thị trấn đã tạo ra sức ép khổng lồ lên hạ tầng kỹ thuật môi trường. Hiện nay, hệ thống thoát nước sinh hoạt và nước mưa vẫn vận hành theo hình thức đi chung, không qua xử lý và xả trực tiếp vào lưu vực kênh Than có diện tích 6.691 ha và chiều dài 23,215 km. Thực trạng này khiến chất lượng nước suy giảm nghiêm trọng, đe dọa trực tiếp nguồn nước ngọt phục vụ sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của người dân địa phương.

Đề tài tập trung ứng dụng bộ mô hình toán học thủy lực và môi trường MIKE 11 để mô phỏng diễn biến chất lượng nước, dự báo xu thế ô nhiễm theo đồ án quy hoạch phát triển kinh tế xã hội đến năm 2030, đồng thời đề xuất giải pháp kỹ thuật xây dựng trạm thu gom và xử lý nước thải đô thị tập trung. Phạm vi nghiên cứu bao quát 4 xã trọng điểm gồm Ninh Hải, Hải Hòa, Hải Thanh và Bình Minh, cùng các kênh tiêu liên xã đổ về hai cửa xả chính là cống Bến Ngao và cống Đò Bè. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc cung cấp cơ sở khoa học định lượng, hướng tới mục tiêu phục hồi nồng độ oxy hòa tan DO đạt trên 5,0 mg/L và giảm thiểu nồng độ BOD5 xuống dưới ngưỡng 15 mg/L theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển bền vững của khu vực đô thị gắn liền với Khu kinh tế Nghi Sơn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết thủy động lực học dòng chảy hở không ổn định một chiều và lý thuyết lan truyền, khuếch tán chất tan trong môi trường nước. Mô hình toán sử dụng hệ phương trình Saint-Venant bao gồm phương trình liên tục và phương trình động lượng để mô tả chế độ thủy lực của mạng lưới kênh dẫn. Quá trình biến đổi sinh hóa của các chất ô nhiễm được mô tả thông qua phương trình truyền tải khuếch tán một chiều kết hợp với động học chuyển hóa các hợp chất hữu cơ, quá trình tiêu thụ oxy do phân hủy chất hữu cơ, quá trình tái tạo oxy bề mặt và chu trình chuyển hóa nitơ.

Các khái niệm chuyên ngành then chốt được vận dụng xuyên suốt bao gồm: Chỉ số chất lượng nước WQI, Nhu cầu oxy sinh hóa BOD5, Oxy hòa tan DO, Nhu cầu oxy hóa học COD và Hệ thống thoát nước chung kết hợp giếng tách dòng CSO. Nghiên cứu ứng dụng bộ phần mềm tích hợp MIKE 11 do Viện Thủy lực Đan Mạch phát triển, tích hợp ba mô đun chính: mô đun thủy lực HD, mô đun lan truyền khuếch tán AD và mô đun sinh thái Ecolab cấp độ 3. Mô hình này cho phép tính toán đồng thời 13 thông số chất lượng nước và mô phỏng chính xác các phản ứng tương tác sinh học phức tạp trong điều kiện dòng chảy chịu ảnh hưởng của công trình điều tiết.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kế thừa và tổng hợp nguồn dữ liệu địa hình chi tiết gồm 186 mặt cắt ngang kênh Than được trắc đạc chính xác theo hệ tọa độ và cao trình chuẩn quốc gia. Dữ liệu thủy văn sử dụng chuỗi số liệu lưu lượng thực đo theo bước thời gian 3 giờ một lần từ ngày 13 đến ngày 23 tháng 10 năm 1999 tại 5 tuyến kênh nhánh chính gồm kênh Cầu Trắng (960 ha), kênh Cẩm Lệ (610,4 ha), kênh Cầu Nhớt (265 ha), kênh Đồng Chìa (350 ha) và kênh Đồng Hậu (410 ha), cùng dữ liệu mực nước tại hạ lưu cống Bến Ngao và cống Đò Bè.

Phương pháp khảo sát và quan trắc thực địa đã tiến hành thu thập tổng cộng 18 mẫu nước, bao gồm 14 mẫu nước mặt tại 12 vị trí quan trắc dọc tuyến kênh Than kéo dài từ xã Ninh Hải đến xã Hải Thanh và 4 mẫu nước thải tại các điểm xả tập trung ở trung tâm thị trấn Tĩnh Gia vào tháng 10 năm 2017. Toàn bộ quy trình lấy mẫu, bảo quản và phân tích trong phòng thí nghiệm tuân thủ nghiêm ngặt theo các tiêu chuẩn TCVN 5992-1995, TCVN 5993-1995, TCVN 6001-1:2008 và SMEWW. Phương pháp mô hình toán MIKE 11 được lựa chọn nhờ khả năng giải số hiệu quả bằng sơ đồ sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott-Ionescu, đáp ứng điều kiện ổn định Courant từ 10 đến 20, giúp tái hiện chân thực bức tranh thủy lực và chất lượng nước trong toàn bộ timeline nghiên cứu từ quá khứ đến định hướng năm 2030.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, kết quả khảo sát và phân tích hiện trạng chất lượng nước mặt cho thấy lưu vực kênh Than đang bị ô nhiễm chất hữu cơ và dinh dưỡng ở mức đáng báo động. Hàm lượng BOD5 thực đo tại nhiều vị trí trọng điểm dao động phổ biến từ 16 đến hơn 20 mg/L, vượt từ 1,06 đến 1,33 lần giới hạn cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột B1 (15 mg/L) và vượt gấp hơn 3,3 lần so với cột A2 (6 mg/L).

Thứ hai, kết quả mô phỏng theo kịch bản xả thải không qua xử lý cho thấy sự suy giảm nghiêm trọng của hàm lượng oxy hòa tan. Tại vị trí cống Đò Bè, giá trị DO giảm xuống dưới 3,5 mg/L, thấp hơn 41,6% so với ngưỡng tiêu chuẩn bảo đảm sự sống cho thủy sinh vật (tối thiểu 6 mg/L). Nồng độ amoni và nitrat cũng gia tăng đột biến, thể hiện rõ quá trình phú dưỡng hóa nguồn nước mặt.

Thứ ba, nguồn nước thải sinh hoạt đô thị từ hơn 70.000 dân cư đóng góp tới 80% tổng lưu lượng nước cấp sinh hoạt hàng ngày, xả trực tiếp vào hệ thống kênh mương mà không qua hệ thống bể tự hoại đạt chuẩn. Ngoài ra, nước thải từ 37 khách sạn, nhà nghỉ và các cơ sở tiểu thủ công nghiệp phát sinh với lưu lượng ước tính 0,4 m3/ngày trên mỗi hecta diện tích, tập trung chủ yếu tại xã Hải Thanh và thị trấn Tĩnh Gia, là nguyên nhân chính gây quá tải sức chịu tải của kênh Than.

Thứ tư, quá trình hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực với hệ số nhám Manning n = 0,023 và mực nước ban đầu +0,1 m cho thấy độ khớp nối rất cao giữa giá trị tính toán và số liệu thực đo tại hai trạm kiểm định Bến Ngao và Đò Bè, với sai số mực nước dưới 5%, khẳng định độ tin cậy tuyệt đối của công cụ mô hình.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng bắt nguồn từ việc thiếu đồng bộ trong xây dựng hạ tầng kỹ thuật thoát nước đô thị. Việc kênh Than bị chặn dòng bởi đập Thạch Luyện và chế độ đóng mở gián đoạn tại hai cống ngăn mặn Bến Ngao và Đò Bè đã làm triệt tiêu lưu tốc dòng chảy tự nhiên, khiến các chất ô nhiễm lắng đọng và tích tụ dưới đáy bùn. So sánh với các nghiên cứu chất lượng nước tại lưu vực sông Cầu hay sông Đồng Nai, diễn biến suy thoái oxy hòa tan tại kênh Than có mức độ tương tự các con sông tiếp nhận nước thải đô thị chưa qua xử lý tại Việt Nam.

Trong báo cáo kỹ thuật, dữ liệu diễn biến chất lượng nước được trình bày trực quan qua các biểu đồ đường thể hiện sự biến thiên nồng độ DO, BOD5, NH4+ và NO3- theo chuỗi thời gian 24 giờ tại các mặt cắt ngang điển hình. Các bảng số liệu so sánh tải lượng chất ô nhiễm trước và sau khi áp dụng giải pháp công nghệ cho thấy khi hệ thống xử lý nước thải đi vào vận hành, hiệu suất xử lý chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng đạt từ 85% đến 95%, giúp chất lượng nước tại kênh Than phục hồi hoàn toàn về giới hạn cho phép của cột B1 và tiệm cận cột A2 theo quy chuẩn hiện hành.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, xây dựng hoàn chỉnh hệ thống thu gom nước thải chung có giếng tách dòng CSO và tuyến cống bao khép kín dọc theo 4 xã trung tâm gồm Ninh Hải, Hải Hòa, Hải Thanh và Bình Minh. Giải pháp này giúp tách riêng toàn bộ 100% lượng nước thải sinh hoạt trong mùa khô và chuyển tải an toàn về trạm xử lý, dự kiến triển khai xây dựng trong giai đoạn 2020 - 2024 dưới sự quản lý của Ủy ban nhân dân huyện Tĩnh Gia và Ban Quản lý các dự án đầu tư xây dựng.

Thứ hai, đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung cho đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia với công suất thiết kế khoảng 5.000 m3/ngày.đêm. Dây chuyền công nghệ đề xuất áp dụng phương pháp xử lý sinh học bằng hệ thống hồ sinh học hiếu khí kết hợp bùn hoạt tính nhân tạo, đảm bảo nước thải sau xử lý đạt chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT cột A trước khi xả ra nguồn tiếp nhận, mục tiêu hoàn thành nghiệm thu đưa vào sử dụng vào năm 2026 do Công ty Môi trường đô thị chủ trì vận hành.

Thứ ba, thiết lập mạng lưới quan trắc chất lượng nước tự động liên tục gồm 5 điểm đo quan trắc tại các vị trí xung yếu như cống Bến Ngao, cống Đò Bè và hợp lưu kênh Cầu Trắng. Hệ thống này có nhiệm vụ theo dõi liên tục 24/7 các chỉ số DO, pH, COD, TSS và truyền dữ liệu trực tuyến về cơ quan quản lý môi trường từ năm 2025, do Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thanh Hóa giám sát.

Thứ tư, ban hành quy chế kiểm soát xả thải nghiêm ngặt đối với 37 cơ sở lưu trú du lịch, nhà hàng và các cụm tiểu thủ công nghiệp chế biến thủy sản trên địa bàn. Yêu cầu 100% các cơ sở phải lắp đặt bể tách dầu mỡ và hệ thống xử lý sơ bộ đạt tiêu chuẩn trước khi đấu nối vào mạng lưới cống chung đô thị, áp dụng chế tài xử phạt nghiêm từ quý 2 năm 2024 do Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm thứ nhất là các cán bộ lãnh đạo và chuyên viên tại Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thanh Hóa cùng Ủy ban nhân dân huyện Tĩnh Gia. Tài liệu cung cấp cơ sở khoa học định lượng và phương pháp dự báo tải lượng ô nhiễm, hỗ trợ đắc lực cho công tác thẩm định quy hoạch đô thị, cấp phép xả thải và ra quyết định đầu tư các dự án hạ tầng thoát nước công cộng.

Nhóm thứ hai là các kỹ sư tư vấn thiết kế công trình cấp thoát nước và môi trường. Luận văn cung cấp toàn bộ quy trình tính toán kích thước kỹ thuật, sơ đồ bố trí mặt bằng, tính toán thủy lực giếng tách dòng CSO và hồ sinh học xử lý nước thải với bảng khái toán tổng mức đầu tư chi tiết, đóng vai trò như một hồ sơ thiết kế cơ sở mẫu cho các dự án tương tự.

Nhóm thứ ba là các giảng viên, nhà nghiên cứu và học viên cao học chuyên ngành Kỹ thuật môi trường, Quản lý tài nguyên nước. Đề tài là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp ứng dụng phần mềm MIKE 11 để tích hợp đồng thời mô hình thủy lực HD, lan truyền AD và sinh thái Ecolab trên các hệ thống thủy vực phức tạp ven biển.

Nhóm thứ tư là Ban Quản lý Khu kinh tế Nghi Sơn và các nhà đầu tư phát triển bất động sản đô thị. Dữ liệu mô phỏng trong luận văn giúp các chủ đầu tư đánh giá chính xác tác động môi trường tích lũy, từ đó thiết kế các phương án đấu nối thoát nước bền vững, giảm thiểu rủi ro pháp lý và chi phí khắc phục sự cố môi trường trong tương lai.

Câu hỏi thường gặp

Ưu điểm nổi bật của mô hình MIKE 11 so với các mô hình QUAL2K hay WASP7 khi áp dụng cho kênh Than là gì?
Mô hình MIKE 11 có khả năng xử lý vượt trội chế độ dòng chảy không ổn định trên các đoạn kênh hở có công trình điều tiết như cống Bến Ngao và cống Đò Bè. Trong khi QUAL2K chỉ mô phỏng dòng ổn định 1 chiều và WASP7 đòi hỏi quy trình chia đoạn rất phức tạp, MIKE 11 tích hợp công nghệ GIS và bộ công cụ tính toán 13 thông số sinh thái linh hoạt, cho kết quả trực quan và sai số thủy lực dưới 5%.

Nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý gây suy giảm chất lượng nước kênh Than nghiêm trọng ra sao?
Với hơn 70.000 dân xả trực tiếp khoảng 80% lưu lượng nước cấp sinh hoạt xuống kênh qua 5 tuyến kênh nhánh, hàm lượng oxy hòa tan DO tại hạ lưu cống Đò Bè giảm sâu xuống dưới 3,5 mg/L. Nồng độ BOD5 đo đạc thực tế vượt ngưỡng quy chuẩn cột B1, dao động từ 16 đến hơn 20 mg/L, gây cản trở dòng chảy và tạo nguy cơ bùng phát dịch bệnh.

Tại sao giải pháp hệ thống thoát nước chung có giếng tách dòng CSO lại phù hợp nhất với đô thị Tĩnh Gia?
Giải pháp này tận dụng được toàn bộ mạng lưới cống chung hiện hữu, giúp tiết kiệm chi phí giải phóng mặt bằng và vốn đầu tư ban đầu so với việc xây mới hoàn toàn hệ thống thoát nước riêng. Các giếng tách dòng CSO tại cuối tuyến cống sẽ thu gom 100% nước thải mùa khô về trạm xử lý và chỉ cho phép tràn một phần nước mưa đã pha loãng vào kênh Than.

Trạm xử lý nước thải đề xuất có công suất bao nhiêu và hiệu quả xử lý đạt mức nào?
Trạm xử lý nước thải được thiết kế với công suất 5.000 m3/ngày.đêm sử dụng công nghệ sinh học hồ hiếu khí kết hợp bùn hoạt tính. Hệ thống này đảm bảo hiệu suất xử lý chất hữu cơ và chất lơ lửng đạt từ 85% đến 95%, đưa các thông số nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT cột A trước khi xả ra môi trường.

Nguồn dữ liệu đầu vào phục vụ mô hình hóa chất lượng nước được thu thập từ những đâu?
Nghiên cứu sử dụng dữ liệu địa hình 186 mặt cắt ngang đo đạc năm 2007, chuỗi dữ liệu thủy văn thực đo liên tục từ ngày 13 đến ngày 23 tháng 10 năm 1999 từ các trạm khí tượng thủy văn, kết hợp đợt lấy mẫu hiện trường gồm 14 mẫu nước mặt tại 12 vị trí và 4 mẫu nước thải đô thị thực hiện trong tháng 10 năm 2017.

Kết luận

• Luận văn đã xác lập bức tranh tổng thể về hiện trạng ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng trên lưu vực kênh Than dài 23,215 km với nồng độ BOD5 vượt chuẩn quy định từ 16 đến hơn 20 mg/L và oxy hòa tan DO suy giảm mạnh xuống dưới 3,5 mg/L.
• Ứng dụng thành công bộ mô hình MIKE 11 (HD, AD, Ecolab) để mô phỏng diễn biến chất lượng nước với hệ số nhám n = 0,023, đạt độ chính xác cao và sai số dưới 5%.
• Đề xuất hoàn chỉnh phương án kỹ thuật thu gom nước thải bằng hệ thống cống chung kết hợp giếng tách dòng CSO cho 4 xã trọng điểm đô thị trung tâm.
• Thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung công suất 5.000 m3/ngày.đêm ứng dụng công nghệ sinh học đạt chuẩn xả thải loại A, đi kèm dự toán đầu tư và chi phí vận hành chi tiết.
• Cung cấp khung lộ trình thực hiện từ năm 2020 đến năm 2030, phục vụ đắc lực cho mục tiêu nâng cấp đô thị và phát triển bền vững Khu kinh tế Nghi Sơn.

Đóng góp lớn nhất của nghiên cứu là sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa mô hình toán học dự báo hiện đại và giải pháp công trình thực tế, tạo tiền đề khoa học vững chắc cho công tác quản lý tài nguyên nước. Các nhà quản lý đô thị, kỹ sư môi trường và các viện nghiên cứu nên nhanh chóng tham khảo, ứng dụng mô hình này vào các dự án quy hoạch hạ tầng cấp thoát nước thực tiễn trên toàn quốc.

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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

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.