MỞ ĐẦU 1. TÍNH CAP THIET CUA ĐÈ TÀI — Hiện nay Việt Nam có trên 240 nhà máy nước đô thị hoạt động. Riêng ở thành phố Hồ Chí Minh ước tính đến năm 2015, nhu cầu sử dụng nước sạch lên đến 2.000 m3/ngày đến năm 2025, trong đó lay từ nguồn nước mặt chiếm 84. Đôi với khu vực Thành phố H6 Chí Minh, nhu cau khai thác nước từ nguồn nước sông Sai Gòn là 600.000 m?/ngay và từ nguồn nước sông Đông Nai là 1.000 m?/ngay tính đến năm 2015 [1].
Là một nguồn tài nguyên thiên nhiên hữu hạn, nước đóng vai trò đặc biệt quan trọng, là điều kiện thiết yếu cho sự tôn tại và phát triển của tự nhiên, con người, kinh tế và xã hội. Tuy nhiên, nguồn tai nguyên nước có thé sử dụng đang dan cạn kiệt, khả năng tái tạo giảm do ảnh hưởng của tốc độ khai thác và hoạt động của con người. Chất lượng nguồn nước suy giảm dẫn đến hậu quả chung chính là sức khỏe con người bị ảnh hưởng nghiêm trong, gây tốn thất lớn cho các ngành sản xuất kinh doanh, ảnh hưởng đến phát triển kinh tế. — Việc gây ô nhiễm nguồn nước sông do nhiều nguyên nhân, do tự nhiên và nguồn nhân tạo, trong đó các nhóm hoạt động chiếm tải lượng cao gây ô nhiễm nguồn nước đó là hoạt động xả thải của khu cụm công nghiệp và hoạt động xả nước thải sinh hoạt của người dân.
Nông độ ô nhiễm tại nơi tiếp nhận nước thải vượt quá tiêu chuẩn cho phép làm suy giảm số lượng va chất lượng nguồn nước mặt. Bên cạnh đó, sông Sai Gòn tiếp nhận nước thai từ các khu công nghiệp (KCN) dau nguồn, việc này ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng nước tại khu vực hạ nguồn, đặc biệt là trạm bơm nước thô Hòa Phú. Hoạt động sinh hoạt của người dân dẫn đến việc nguồn nước sông Sài Gòn phải tiếp nhận một lượng nước thải sinh hoạt với tải lượng tương đối cao. Ngoài yếu tố nhân tạo, chất lượng nước có sự thay đổi theo mùa, đặc biệt vào mùa khô, lượng nước đồ về từ thượng nguồn giảm khiến cho mức độ ô nhiễm tại hạ lưu sông tăng cao, chất lượng nước bị ảnh hưởng nhiều.
Tinh trạng biến đổi khí hậu (BDKH) làm ảnh hưởng đến tính 6n định của nước nguôn cũng như thay đổi quy luật diễn biến chất lượng nước theo chiều hướng xấu đi, gây ra những hệ quả lớn về nhiều mặt đối với ngành cấp nước (từ nguồn đến noi sử dụng), làm thay đổi nhu cau, tăng tiêu thụ trong khi thay đối khả năng cung cấp của tải nguyên nước về lượng và chất. — Nhà máy nước Tan Hiệp thu nước từ sông Sai Gòn tại tram bơm nước thô Hòa Phú, với công suất hiện tai là 300.000 m3/ngày, là một trong những nhà máy nước xử lý nước đô thị chính, cung cấp nước cho khu vực phía Tây và Tây Nam của Thành phố Hỗ Chí Minh. Tuy nhiên, đến nay nhà máy nước Tân Hiệp vẫn chưa hoạt động hết công suất thiết kế do những thay đổi bat thường về chất lượng nước, diễn biến phức tạp theo chiều hướng xấu dan di, ảnh hưởng đến việc cung cấp nước sạch cho lưu vực. — Chịu áp lực môi trường từ nhiều nguồn tác động, từ năm 2002 đến nay đã có nhiều sự cố môi trường xảy ra trên sông Sài Gòn [2], điển hình như: e.
Tháng 12/2002: ô nhiễm chất hữu cơ nghiêm trọng, dẫn đến tình trạng cá chết hàng loạt trên sông. ° Tháng 3/2005: nhiễm mặn nghiêm trọng khiến nha máy nước Tân Hiệp phải ngưng hoạt động tạm thời. e Nam 2007: nước bị ô nhiễm nặng, nồng độ Mn tăng gấp 4 lần, nồng độ Ammonium tăng gấp 10 lần và tong Coliform tăng gấp 30 lần so với khảo sát năm 2005. Ngoài ra, chất lượng nước còn phải đối mặt với tình trạng độ đục cao, pH thấp và bị nhiễm mặn trong mùa khô.
e Đặc biệt, sự cô vỡ đập chứa nước thải của công ty San Miguel Pure Foods Việt Nam vào tháng 7/2009 gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước, đe dọa an toàn cấp nước cho nhà máy nước Tân Hiệp. Kết quả phân tích mẫu nước thai từ hồ chứa có nồng đồ ô nhiễm rat cao. COD vượt tiêu chuẩn 263.8 lần, SS vượt tiêu chuẩn 165.6 lần, tong nitơ vượt 44.6 lần, đỉnh điểm là nồng độ ammonia tăng đến 3 mg/l, cao nhất đo được trên sông Sài Gòn từ khi nhà máy nước Tân Hiệp hoạt động. 10 — Những con số trên cho thay sự quan trọng của công tác đánh giá rủi ro, phát hiện kip thời các sự cô và giải pháp ứng phó.
Công tác đánh giá chất lượng nước và cap nước an toàn trở thành van dé quan trọng và được quan tâm hàng dau của ngành cấp nước. Việc đánh giá rủi ro chất lượng nước nước sông Sài Gòn khu vực trạm bơm nước thô Hòa Phú trong tình hình ảnh hưởng của BĐKH và mực nước biến dâng là rất cần thiết. — Đánh giá rủi ro, đánh giá chất lượng nước này đóng góp vảo công tác dự báo, từ đó đưa ra các giải pháp từ phòng ngừa cho đến xử lý giải quyết, nhằm có thể ứng phó kịp thời và hợp lý với các biến động bất ngờ của chất lượng nước. Tuy nhiên, việc tính toán mô phỏng sự ô nhiễm nước sông rất phức tạp, bao gồm nhiều quá trình phức tạp đòi hỏi phải có một công cụ đủ mạnh mới có thể giải quyết được yêu cau đặt ra và tính ứng biến cao.
Đây là đoạn sông có khả năng bị ảnh hưởng nhiều do ô nhiễm nguồn nước sông Sài Gòn, ảnh hưởng bởi chế độ bán nhật triều, chế độ thủy văn thủy lực phức tạp, chưa có nhiều nghiên cứu đầy đủ về vẫn đề chất lượng nước cũng như về việc ứng dụng các mô hình hiện đại để mô phỏng, tính toán van còn hạn chế. — Với sự phát triển của công nghệ thông tin, các mô hình toán ứng dụng ngày càng được phát triển nhanh. Các mô hình trở thành công cụ phục vụ đặc lực cho lĩnh vực quản lý tài nguyên và môi trường. Kế thừa những thành tựu và kỹ thuật sử dụng mô hình toán trong đánh giá chất lượng nước trong khu vực cần được quan tâm xem xét.
— Đề tài nghiên cứu “Đánh giá rủi ro chất lượng nước sông Sài Gòn — khu vực Trạm bơm Hòa Phú (cấp nước cho nhà máy nước Tan Hiệp), phục vụ chương trình cấp nước an toàn ” được thực hiện nhằm ứng dụng công nghệ hiện đại chính là mô hình toán MIKE 11 để mô phỏng và tính toán chế độ thủy lực cũng như chất lượng nước sông Sài Gòn ở khu vực trên, hỗ trợ công tác đánh giá rủi ro trong cấp nước an toàn cho Nhà máy nước Tân Hiệp. Kết quả nghiên cứu có thể cung cấp cái nhìn cụ thể hơn về diễn biến, kịch bản ô nhiễm và nguy cơ đối với chất lượng nước, góp phân cải thiện công tác quản lý nguồn nước phục vụ trong tương lai được tốt hơn. MỤC TIỂU NGHIÊN CỨU — Đánh giá thực trạng và rủi ro về chất lượng nước sông Sài Gòn tại khu vực trạm bơm Hòa Phú (cấp nước cho Nhà máy nước Tân Hiệp) bằng cách ứng dụng thành công mô hình toán trong mô phỏng chất lượng nước. — Đề xuất một số giải pháp ứng phó thích hợp, phục vụ chương trình cấp nước an toàn.
NOIDUNG NGHIÊN CỨU — Nội dung nghiên cứu được đề ra với mục đích đạt được mục tiêu nghiên cứu của đề tài. Bài nghiên cứu gồm một số nội dung chính như sau: ° Tổng quan về luu vực sông Sài Gòn và một số tài liệu nghiên cứu về ứng dụng mô hình toán trong đánh giá chất lượng nước. e — Đánh giá hiện trạng và diễn biến chất lượng nước sông Sài Gòn (khu vực trạm bom Hòa Phú) thông qua việc đánh giá các nguon gây ô nhiễm và ảnh hưởng đến cấp nước an toàn của Nhà máy nước Tân Hiệp. e = Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 vào đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Sài Gon (khu vực trạm bom Hoa Phu) dựa vào các số liệu thu thập được và các số liệu phân tích chat lượng nước (vật lý, hóa học, vi sinh) trong phạm vi nghiên cứu.
e — Đánh giá rủi ro chất lượng nước sông Sài Gòn và dé xuất một số giải pháp ứng phó rủi ro, dam bảo chương trình cấp nước an toàn dua vào kết quả chạy mô hình toán mô phỏng diễn biến chất lượng nước: +. Đánh giá chất lượng nước giai đoạn 2010 đến 2015 dựa vào số liệu quan trắc thực đo. + Nghiên cứu đánh giá thí điểm một số chỉ tiêu chất lượng nước giai đoạn 2010 — 2012 dựa vào kết quả mô phỏng của mô hình toán. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp tong quan tài liệu và thu thập số liệu — Thu thập thông tin, tong hợp tài liệu liên quan đến đặc điểm điều kiện tự nhiên, hiện trạng diễn biến chất lượng nước lưu vực sông Sài Gòn.
— Kế thừa các số liệu quan trắc nước sông Sài Gòn từ bộ dữ liệu quan trắc của tỉnh Bình Dương, kết hợp cùng số liệu trong quá trình vận hình tại trạm bơm Hòa Phú giai đoạn 2010 — 2014 và khảo sát, phân tích bồ sung trong năm 2015. Phương pháp khảo sát thực địa — Thu thập thông tin hiện tại của trạm bơm Hòa Phú và các vi trí khảo sát, lây mẫu. Khảo sát các nguồn gây ô nhiễm chính, các thông số can quan trắc như: thông số thủy văn, hóa lý cơ bản có thé đo nhanh tại hiện trường. — Khảo sát, chụp ảnh tư liệu hiện trường, ghi nhận hiện trạng thực tế tại khu vực khảo sát.
Phương pháp lay mẫu, phân tích — Thời gian lấy mau: mẫu được lẫy định ki 1 lần/tháng, vào tuần thứ 2 mỗi tháng. Thời gian lay mẫu khảo sát kéo dài từ thang 1 đến tháng 11/2015, đảm bảo có những mau đại diện được cho mùa mưa (Tháng 5 — tháng 11) và mùa khô (Tháng 12 — tháng 4). — Vị tri lấy mẫu: Lay mẫu khảo sát bỗ sung tại 04 vị trí doc sông Sài Gòn, trong khu vực xung quanh trạm bom Hòa Phú dé đánh giá thực trang chất lượng nước. — Quy trình lấy mẫu: tuân thủ đúng Thông tư số 10/2007/TT-BTNMT (ngày 22/10/2007) về hướng dẫn bảo đảm chất lượng và kiểm soát chất lượng nước trong quan trac môi trường.
Do nhanh các thông số như nhiệt độ, pH, DO tại hiện trường bằng máy đo cầm tay HACH.