LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự quan tâm
giúp đỡ tận tình, sự đóng góp quý báu của nhiều cá nhân và tập thể.
Trước tiên, tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn Ban giám hiệu, Bộ môn
Cấp thoát nước – Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, Trường Đại học Thủy lợi
Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành
luận văn.
Đặc biệt tôi bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến TS. Đặng Minh Hải đã tận
tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các cơ quan: Sở Kế hoạch và Đầu tư Bắc
Ninh, Sở Nông nghiệp và PTNT Bắc Ninh, Sở Tài nguyên và Môi trường Bắc
Ninh, Cục Thống kê Bắc Ninh, … đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cung cấp số
liệu, tài liệu giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới gia đình, người thân, bạn bè, đồng
nghiệp, đã quan tâm động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện nghiên
cứu đề tài.
Mặc dù có nhiều nỗ lực, song do trình độ và thời gian có hạn nên luận
văn không tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy, tôi kính mong nhận được sự góp ý chỉ
bảo của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 08 tháng 8 năm 2015
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Minh Phúc


LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tác
giả. Các số liệu, thông tin trích dẫn trong luận văn là trung thực và đều
được ghi rõ nguồn gốc. Kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được
sử dụng hoặc công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

CÔNG NGHIỆP CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG HỆ THỐNG THỦY
LỢI BẮC HƯNG HẢI - HỆ THỐNG THỦY LỢI NAM ĐUỐNG..........33
3.1.Mô tả vùng nghiên cứu..........................................................................................................33

3.1.1. Vị trí địa lý......................................................................................33
3.1.2. Đặc điểm địa hình...........................................................................34
3.1.3.Đặc điểm khí hậu.............................................................................34


3.1.4.Đặc điểm thủy văn và các nguồn nước............................................36
4.1.1.Tình hình kinh tế - xã hội.................................................................41
4.2.Tình hình ô nhiễm nước trong vùng nghiên cứu....................................................................42

4.2.1.Tình hình xả thải của khu dân cư....................................................42
4.2.2.Tình hình xả thải của các làng nghề................................................44
4.2.3.Tình hình xả thải của các khu, cụm công nghiệp............................45
4.3.Thiết lập mô hình...................................................................................................................47

4.3.1.Dữ liệu thu thập...............................................................................47
4.3.2.Tiến trình thực hiện mô hình SWAT.................................................51
4.4.Đánh giá độ nhạy ảnh hưởng đến các yếu tố gây ô nhiễm của mô hình................................58

CHƯƠNG IV GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM NƯỚC.................63
Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước...............................................................................63

4.1.1.Đặc điểm chung...............................................................................63
4.1.2.Đề xuất công nghệ xử lý..................................................................64
4.2.Đánh giá hiệu quả của giải pháp giảm thiểu..........................................................................79

KẾT LUẬN....................................................................................................82

Hình 3.5: Bản đồ đơn vị thủy văn lưu vực hệ thống thủy nông Nam
Đuống..............................................................................................................53
Hình 3.6 Diễn biến hàm lượng tổng Nitơ trong các năm nghiên cứu......56
Hình 3.7 Diễn biến hàm lượng tổng NH3 trong các năm nghiên cứu.......57
Hình 3.8 Diễn biến hàm lượng tổng NO2- trong các năm nghiên cứu.....57
Hình 3.9 Các yếu tố ảnh hưởng đến Tổng N trên lưu vực I......................58
Hình 3.10 Các yếu tố ảnh hưởng đến Tổng N trên lưu vực II...................59
Hình 3.11 Các yếu tố ảnh hưởng đến Tổng N trên lưu vực III.................59
Hình 3.12 Các yếu tố ảnh hưởng đến NH3 trên lưu vực I.........................60
Hình 3.13 Các yếu tố ảnh hưởng đến NH3 trên lưu vực II.......................60
Hình 3.14 Các yếu tố ảnh hưởng đến NH3 trên lưu vực III......................61
Hình 3.15 Các yếu tố ảnh hưởng đến NO2 trên lưu vực I.........................61
Hình 3.16 Các yếu tố ảnh hưởng đến NO2 trên lưu vực II.......................62
Hình 3.17 Các yếu tố ảnh hưởng đến NO2 trên lưu vực III......................62
Hình 4.1 Sơ họa vị trí đặt trạm xử lý...........................................................65
Hình 4.2 Diễn biến hàm lượng tổng Nitơ trước và sau xử lý.....................80
Hình 4.3 Diễn biến hàm lượng tổng NH3 trong các năm nghiên cứu.......81
Hình 4.4 Diễn biến hàm lượng tổng NO2- trong các năm nghiên cứu.....81


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Đặc trưng thành phần nước thải của một số ngành công nghiệp
(trước xử lý).....................................................................................................5
Bảng 1.2 Ước tính tổng lượng nước thải và thải lượng các chất ô nhiễm
trong nước thải từ các KCN thuộc các tỉnh của 4 vùng KTTĐ năm 2009. 6
Bảng 3.1: Nhiệt độ không khí trung bình tháng tại các trạm ở Bắc Ninh
và vùng phụ cận.............................................................................................35
Bảng 3.2: Độ ẩm không khí trung bình tháng tại các trạm ở Bắc Ninh và
vùng phụ cận..................................................................................................35
Bảng3.3: Tổng lượng bốc hơi trung bình tháng tại các trạm ở Bắc Ninh

: Dissolved Oxygen

FAO

: Food and Agriculture Organization

GIS

: Geographic Information System

GLCC

: Global Land Cover Chacterization

GLEAMS :Groundwater Loading Effects on Agricultural Management
Systems
HRU

: Hydrostatic Release Unit

LULC

: landuse and landcover

MUSLE

: Modified Universal Soil Loss Equation

MWSWAT : Map Window Soil and Water Assessment Tool
NEXRAD : Next-Generation Radar

USGS

: United States Geological Survey

UTM

: The Universal Transverse Mercator


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Chất lượng nước đóng một vai trò quan cực kỳ trọng trong việc sinh
trưởng và phát triển của cây lúa. Tuy nhiên, chất lượng nước hiện tại của các
hệ thống thuỷ nông nước ta đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. Nguyên nhân của
hiện tượng này là do quá trình xả nước thải không kiểm soát từ các khu công
nghiệp, các đô thị và lượng nước hồi quy giàu dinh dưỡng vào kênh tưới tiêu
kết hợp. Vấn đề trên đã được các cơ quan quản lý nhận ra nhưng giải pháp để
giảm thiểu vẫn đang trong quá trình tìm kiếm.
Hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải- Khu vực Nam Đuống, bao gồm đất
đai của 3 huyện Thuận Thành, Lương Tài và Gia Bình. Diện tích đất tự nhiên
toàn hệ thống 32.472,0 ha, diện tích đất nông nghiệp 20.604,6 ha, diện tích
đất lúa màu 16.727,3 ha.
Về tưới: Nguồn nước tưới chủ yếu do trạm bơm Như Quỳnh cung cấp,
lấy từ sông Hồng qua cống Xuân Quan thông qua kênh Bắc và kênh Giữa.
Nhưng hiện nay tại một số khu vực cuối của hai tuyến kênh này thường xuyên
xảy ra tình trạng thiếu nước. Vì vậy, đó phải bổ sung một số trạm bơm khai
thác nước mặt tại các sông Đuống, sông Dâu - Lang Tài , sông Đông Côi Ngụ, sông Đồng Khởi, sông Bùi để cấp nước bổ sung cho các khu vực thiếu
nước nói trên. Cụ thể: sông Đuống có 2 trạm bơm tưới cho 3.150 ha, sông

Làm sáng tỏ cơ chế ảnh hưởng của xả nước thải từ các khu công nghiệp
đến chất lượng nước trong hệ thống Bắc Hưng Hải – Vùng Nam Đuống;
Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm chất lượng nước trong hệ thống
Bắc Hưng Hải – Vùng Nam Đuống.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu: Chất lượng nước từ các khu công nghiệp; chất
lượng nước trong hệ thống Bắc Hưng Hải – Vùng Nam Đuống.
Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu diễn biến chất lượng nước trong hệ
thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải – Vùng Nam Đuống từ năm 2000 đến 2013.


3

4. Kết quả dự kiến đạt được:
Phân tích kết quả quan trắc chất lượng nước trong hệ thống thuỷ lợi
BHH từ năm 2000 đến 2013;
Phân tích cơ chế ảnh hưởng của xả nước thải từ các khu công nghiệp
đến chất lượng nước trong hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải – Vùng Nam
Đuống bằng sử dụng mô hình số;
Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước trong hệ thống thuỷ lợi
BHH và sử dụng mô hình số đề đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất.


4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Tổng quan về xả nước thải của các khu công nghiệp
Nước thải từ Khu công nghiệp (KCN) có thành phần đa dạng, chủ yếu


Hình 1.2 Ước tính tỷ lệ tổng lượng nước thải KCN của 6 vùng kinh tế
Thành phần nước thải các KCN phụ thuộc vào ngành nghề của các cơ
sở sản xuất trong KCN (Bảng 1.1).
Bảng 1.1 Đặc trưng thành phần nước thải của một số ngành công nghiệp
(trước xử lý)
Ngành công nghiệp
Chế biến đồ hộp, thủy
sản, rau quả, đông lạnh
Chế biến nước uống có
cồn, bia, rượu
Chế biến thịt
Sản xuất bột ngọt
Cơ khí
Thuộc da

Chât ô nhiễm chính

Chất ô nhiễm phụ

BOD, COD, pH, SS

Màu, tổng P, N

BOD, pH, SS, N, P

TDS, màu, độ đục

BOD, pH, SS, độ đục
NH4+, P, màu

Màu, độ đục
màu, SS, dầu mỡ, N, P
pH, hợp chất hữu cơ
COD, phenol, F,
Silicat, kim loại nặng
pH, độ đục, độ màu

Thành phần nước thải của các KCN chủ yếu bao gồm các chất lơ lửng
(SS), chất hữu cơ (thể hiện qua hàm lượng BOD, COD), các chất dinh dưỡng
(Hình hiện bằng hàm lượng tổng Nitơ và tổng Phốt pho) và kim loại nặng
(Bảng 1.2)
Bảng 1.2 Ước tính tổng lượng nước thải và thải lượng các chất ô nhiễm trong
nước thải từ các KCN thuộc các tỉnh của 4 vùng KTTĐ năm 2009
Lượng
TT

Khu vực

Tổng lượng các chất ô nhiễm (kg/ngày)

nước
thải

TSS

BOD

COD

Tổng

1
2
3
4
5
6
7

Bắc Bộ
Hà Nội
Hải Phòng
Quảng Ninh
Hải Dương
Hưng Yên
Vĩnh Phúc
Bắc Ninh

21,24
155,055
36,577
14,026
8,050
23,806
12,350
21,300
38,946

34,112
8,047
3,086


Khu vực
Vùng KTTĐ

Tổng lượng các chất ô nhiễm (kg/ngày)
Tổng Tổng
TSS
BOD
COD
N
P

nước
thải

12,937

8,056

18,760

3,411

4,704

23,792

5,234

3,260

4,154
1,260
4,416
131,87

244
755
229
803

336
1,042
316
1,107

phía Nam
TP HCM

413,400
57,700

90,949
12,694

6
7,905

4
18,406


45,900
11,700
100
25,384

20,581
10,098
2,574
22
5,585

12,816
6,288
1,603
14
3,478

29,842
14,642
3,732
32
8,098

5,426
2,662
679
6
1,472

7,484


2,486
528
141,01

1,548
329
87,81

3,605
766
204,46

655
139
37,17

904
192

Tổng cộng

640,963

2

2

8


thống xử lý nước thải cục bộ nhưng không vận hành hoặc vận hành không
hiệu quả. Thực trạng trên đã dẫn đến việc phần lớn nước thải của các KCN
khi xả thải ra môi trường đều có các thông số ô nhiễm cao hơn nhiều lần so
với QCVN.
Kết quả phân tích mẫu nước thải từ các KCN cho thấy, nước thải các
KCN có hàm lượng các chất lơ lửng (SS) cao hơn QCVN từ 2 lần (KCN Hòa
Khánh) đến hàng chục lần (KCN Điện Nam – Điện Ngọc) (Hình 1.3), thậm
chí có nơi đến hàng trăm lần.

Hình 1.3 Hàm lượng cặn lơ lửng (SS) trong nước thải của một số KCN miền
Trung qua các năm
Giá trị các thông số BOD5 và COD tại cống xả của các KCN thường ở
mức khá cao. Một số KCN khi lắp đặt hệ thống xử lý nước thải tập trung, các
thông số này đã giảm đi đáng kể (KCN Tiên Sơn, Bắc Ninh). Tuy nhiên, với
các KCN chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung, các thông số này không
đạt yêu cầu QCVN (KCN Liên Chiểu, TP. Đà Nẵng) (Hình 1.4 và 1.5)


9

Hình 1.4. Hàm lượng COD trong nước thải của KCN Liên Chiểu (Đà Nẵng)
năm 2006 và 2008

Hình 1.5. Hàm lượng BOD5 trong nước thải của một số KCN năm 2008
Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong nước thải đầu ra của các KCN
(thể hiện qua thông số tổng Ni tơ, tổng Phốt pho, Amoni, ...) không đạt yêu
cầu QCVN (Hình 1.6)


10

các tỉnh thuộc vùng Kinh tế trọng điểm phía Nam nơi các KCN phát triển
mạnh (Hình đồ 1.9)


12

Hình 1.9 Tần suất lần đo vượt TCVN của một số thông số tại sông Đồng Nai
đoạn qua TP. Biên Hòa

Hình 1.10 Hàm lượng COD trên sông Thị Vải qua các năm
Tại một số khu vực, do việc đầu tư hàng loạt KCN không đi kèm hoặc
chậm triển khai các biện pháp kiểm soát ô nhiễm tại nguồn, chất lượng nước
mặt của nguồn tiếp nhận đã diễn biến theo chiều hướng xấu đi.


13

Một số đoạn sông trước đây bị ô nhiễm nghiêm trọng do nước thải của
các KCN, do đã bắt buộc các doanh nghiệp phải tuân thủ các biện pháp kiểm
soát ô nhiễm, nên chất lượng nước đã được cải thiện phần nào. Điển hình là
diễn biến tình trạng ô nhiễm nước trên sông Thị Vải (Hình đồ 1.10).
Lưu vực sông Cầu:
Nhiều đoạn thuộc Lưu vực sông Cầu đã bị ô nhiễm nặng. Ô nhiễm cao
nhất là đoạn sông Cầu chảy qua địa phận thành phố Thái Nguyên, đặc biệt là
tại các điểm thải của Nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ, Khu Gang Thép,... chất
lượng nước không đạt QCVN (Hình đồ 1.11, 1.12). Tiếp đến là đoạn sông Cà
Lồ, hạ lưu sông Công, chất lượng nước không đạt QCVN gới hạn A và một số
yếu tố không đạt QCVN giới hạn B.

Hình 1.11 Hàm lượng NH4+ trên sông Cầu đoạn chảy qua Thái Nguyên năm



16

thác nước mặt tại các sông Đuống, sông Dâu - Lang Tài , sông Đông Côi Ngụ, sông Đồng Khởi, sông Bùi để cấp nước bổ sung cho các khu vực thiếu
nước nói trên. Cụ thể: sông Đuống có 2 trạm bơm tưới cho 3.150 ha, sông
Dâu - Lang Tài có 5 trạm bơm tưới cho 1.297 ha, sông Đông Côi - Ngụ có 4
trạm bơm tưới cho 550 ha, sông Đồng Khởi có 2 trạm bơm tưới cho 313 ha,
sông Bùi có 2 trạm bơm tưới cho 1.758 ha và khoảng 52 trạm bơm cấp xã
quản lý tưới cho phần diện tích còn lại
Về tiêu: Hệ thống Bắc Hưng Hải - Khu vực Nam Đuống được tiêu chủ
yếu ra sông Thái Bình qua hai trạm bơm: Kênh Vàng 2, Văn Thai. Tổng diện
tích tiêu ra sông Thái Bình là 15.360 ha. Tiêu ra sông Đuống có trạm bơm
Đại Đồng Thành tiêu cho 1.618 ha. Tiêu ra sông Bùi có trạm bơm Ngọc
Quan, Minh Tâm tiêu cho 1.165 ha. Tiêu ra sông Dâu - Lang Tài có trạm bơm
Nghĩa Đạo, Nguyệt Đức tiêu cho 1.665 ha. Tiêu ra sông Đông Côi - Ngụ có
trạm bơm Kênh Vàng I, trạm bơm sông Khoai, trạm bơm Mão Điền tiêu cho
diện tích 1.705 ha. Tiêu ra sông Đồng Khởi có trạm bơm Văn Dương 1+2,
trạm bơm Ấp Dừa tiêu cho 316 ha và khoảng 40 trạm bơm do các xã quản lý
tiêu cho phần diện tích còn lại.
Theo kết quả điều tra, phân tích tổng lượng nước mặt khai thác trên các
sông chính và sông nội địa thuộc địa bàn tỉnh phục vụ cho nhu cầu sản xuất
nông nghiệp khoảng 468 triệu m3/năm. Trong đó khu vực Bắc Đuống khai
thác 356 triệu m3/năm, khu vực Nam Đuống khai thác 112 triệu m3/năm .
Thời gian khai thác nước phụ thuộc vào thời vụ sản xuất nông nghiệp
với hai thời vụ chính là vụ chiêm xuân từ tháng (XI - V) và vụ mùa từ tháng
VI - X. Tuy nhiên lượng nước khai thác chủ yếu tập trung vào vụ chiêm xuân
từ (I - III), vỡ thời điểm này đang là mùa khô, nhu cầu nước lớn cần cho đổ ải
và cấy, lượng nước khai thác trong thời gian này thường lớn gấp hai lần vụ
mùa ( vụ mùa do có nước mưa bổ sung ).

quan trắc; khi thay đổi dữ liệu đầu vào (quản lí sử dụng đất, khí hậu, thực
vật…) đều định lượng được những tác động đến chất lượng nước hoặc các
thông số khác; có hiệu quả cao, có thể tính toán và mô phỏng trên lưu vực
rộng lớn hoặc hỗ trợ ra quyết định đối với những chiến lược quản lí đa dạng,
phức tạp với sự đầu tư kinh tế và thời gian thấp; cho phép người sử dụng