TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
..

LUẬN VĂN THẠC SỸ
Nghiên cứu các biện pháp quản lý các nguồn thải
nhằm cải thiện chất lượng môi trường
nước sông Nhuệ
NGUYỄN DUY LONG
[email protected]

Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường

Giáo viên hướng dẫn: TS. Trịnh Thành
Bộ môn:

Quản lý môi trường

Viện:

Khoa học và Công nghệ Môi trường

HÀ NỘI, 11/2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SỸ
Nghiên cứu các biện pháp quản lý các nguồn thải
nhằm cải thiện chất lượng môi trường
nước sông Nhuệ
NGUYỄN DUY LONG

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2019

Người thực hiện

Nguyễn Duy Long


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn này là cơng trình nghiên cứu thực sự của tơi,
được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu số liệu tại thành phố Hà Nội. Các số liệu về
kết quả của Luận văn là trung thực, khách quan, trích dẫn đầy đủ trong quá trình
thực hiện Luận văn.

Hà Nội, tháng 10 năm 2019
Tác giả

Nguyễn Duy Long


MỤC LỤC
MỤC LỤC ............................................................................................................... i
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................. iii
DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. iv
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
1. Đặt vấn đề .......................................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 2

2.4. Tính tốn dữ liệu nguồn thải ......................................................................... 23
2.4.1. Nguồn thải sinh hoạt .................................................................................. 23
2.4.2. Nguồn thải công nghiệp ............................................................................. 25
2.4.3. Nguồn thải thải y tế .................................................................................... 25
2.4.4. Nước thải làng nghề ................................................................................... 26
2.4.5. Nước thải chăn nuôi ................................................................................... 26
2.4.6. Tổng hợp tải lượng nguồn thải .................................................................. 27
2.5. Số liệu quan trắc nước mặt ........................................................................... 27
CHƯƠNG III ........................................................................................................ 29
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................................. 29
3.1. Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình thủy động lực ......................................... 29
3.1.1. Hiệu chỉnh mơ hình thủy động lực ............................................................ 29
3.1.2. Kiểm định mơ hình thủy động lực ............................................................. 31
3.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình chất lượng nước ..................................... 33
3.2.1. Hiệu chỉnh mơ hình chất lượng nước ........................................................ 33
3.2.2. Kiểm định mơ hình chất lượng nước ......................................................... 37
3.3. Các biện pháp quản lý nguồn nước thải và các kịch bản phát thải ............... 40
3.3.1. Kịch bản phát thải của thành phố Hà Nội đến năm 2030 .......................... 43
3.3.2. Hai kịch bản thu gom và xử lý nước thải tập trung ................................... 48
3.3.3. Kịch bản bổ cập nước từ sông Hồng vào sông Nhuệ qua cống Liên Mạc 51
3.4. Cơ sở và đề xuất giải pháp ............................................................................ 55
3.4.1.Cơ sở lý luận ............................................................................................... 55
3.4.2. Giải pháp đề xuất ....................................................................................... 56
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 61

ii


DANH MỤC BẢNG

Hình 1.1 : Sơ đồ mạng lưới trạm thủy văn lưu vực sơng Nhuệ - Đáy .................... 6
Hình 1.3: Diễn biến giá trị WQI trên các sông chảy qua khu vực nội thành Hà
Nội giai đoạn 2014 - 2018 ................................................................................... 10
Hình 1.4: Quá trình biến đổi Oxy ......................................................................... 15
Hình 1.5: Sơ đồ 6 điểm của Abbott - Ionescu....................................................... 16
Hình 2-1: Sơ đồ vận hành mơ hình MIKE 11 ECO LAB ..................................... 19
Hình 2.2: Sơ đồ mạng lưới sơng Nhuệ - Tơ Lịch ................................................. 20
Hình 2.3: Khai báo dữ liệu mặt cắt tại hạ lưu đập Liên Mạc ................................ 21
Hình 2.4: Khai báo điều kiện ban đầu của Module thuỷ lực ................................ 22
Hình 2.5: Giá trị tải phân tán trong AD Parameter chưa kiểm định ..................... 22
Hình 3.1: Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại trạm Hà Đôngnăm 2016 .................. 30
Hình 3.2: Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại trạm Đồng Quan năm 2016 ............. 31
Hình 3.3: Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại trạm Nhật Tựunăm 2016 ................. 31
Hình 3.4: Kết quả kiểm định mực nước tại trạm Hà Đơng năm 2017 .................. 32
Hình 3.5: Kết quả kiểm định mực nước tại trạm Đồng Quan năm 2017 .............. 32
Hình 3.6: Kết quả kiểm định mực nước tại trạm Nhật Tựu năm 2017 ................. 33
Hình 3.7: Kết quả hiệu chỉnh hàm lượng DO tại Phúc La năm 2016 ................... 35
Hình 3.8: Kết quả hiệu chỉnh nhiệt độ tại Phúc La năm 2016 .............................. 35
Hình 3.9: Kết quả hiệu chỉnh hàm lượng BOD5 tại Phúc La năm 2016 ............... 35
Hình 3.10: Kết quả hiệu chỉnh hàm lượngDO tại Cầu Mới năm 2016 ................. 36
Hình 3.11: Kết quả hiệu chỉnh nhiệt độ tại Cầu Mới năm 2016 ........................... 37
Hình 3.12: Kết quả hiệu chỉnh hàm lượng BOD5 tại Cầu Mới năm 2016 ........... 37
Hình 3.13: Kết quả kiểm định hàm lượng DO tại Hà Đơng ................................. 38
Hình 3.14: Kết quả kiểm định hàm lượng DO tại Hiền Giang ............................. 38
Hình 3.15: Kết quả kiểm định nhiệt độ tại Hà Đơng ............................................ 39
Hình 3.16: Kết quả kiểm định nhiệt độ tại Hiền Giang ........................................ 39
Hình 3.17: Kết quả kiểm định hàm lượng BOD5 tại Hà Đơng ............................. 40
Hình 3.18: Kết quả kiểm định hàm lượng BOD5 tại Hiền Giang ......................... 40
Hình 3.19: Kết quả mô phỏnghàm lượng DO tại Hà Đông năm 2030 ................. 45
Hình 3.20: Mơ phỏng hàm lượng DO nhỏ nhất dọc sơng năm 2030 ................... 46


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên vơ cùng q giá, duy trì và đảm bảo
sự sống cùng sự phát triển trên hành tinh xanh của chúng ta. Nguồn tài nguyên
quan trọng này ở trên thế giới và tại Việt Nam đã và đang phải đối mặt với ô
nhiễm từ nguồn rác thải sinh hoạt, các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, áp
lực từ sự phát triển kinh tế và gia tăng dân số quá nhanh.
Ngày nay, trước sự phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp song song
với mức độ mất kiểm sốt của đơ thị hóa dẫn đến tình trạng nhiều con sơng trên
địa bàn thành phố Hà Nội và các tỉnh, thành Bắc Bộ chịu sự ô nhiễm môi trường
nghiêm trọng. Đặc biệt là lưu vực sông Nhuệ, lưu vực hiện đang bị ô nhiễm chất
dinh dưỡng, bồi lắng do ảnh hưởng của nước thải cơng nghiệp, làng nghề và sinh
hoạt. Để có thể đưa ra những biện pháp quản lý cải tiến phù hợp với lưu vực này,
việc phân tích, đánh giá nguyên nhân và mức độ gây ô nhiễm là cực kỳ cần thiết.
Hiện nay các quốc gia phát triển trên thế giới và Việt Nam đã xuất hiện rất
nhiều mô hình tính tốn phục vụ cho cơng tác quản lý tài nguyên nước đã được
xây dựng và đi vào thực tiễn. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật, khoa học tiên
tiến, các mơ hình ngày càng tiến bộ vượt bậc cho phép người sử dụng có thể áp
dụng rộng rãi và linh hoạt cho nhiều mục đích tính tốn khác nhau.
Mơ hình tính tốn mơ phỏng chất lượng nước có vai trị rất quan trọng đối
với việc phản ánh chất lượng và quản lý nguồn nước. Các chỉ tiêu trong mơi
trường nước bao gồm: chỉ tiêu vật lý, hóa học và thành phần sinh học của nguồn
nước được mô tả trên cơ sở giải các phương trình tốn học về quan hệ giữa các
chỉ tiêu chất lượng nước cũng như các q trình có liên quan đến chúng. Mơ hình
tính tốn mơ phỏng chất lượng nước là một trong những cơng cụ quản lý nguồn
nước một cách tồn diện cùng với ưu thế tính của hiệu quả kinh tế. Trong nhiều
năm gần đây, cơng nghệ về mơ hình hóa được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh
vực: dự báo ô nhiễm, đánh giá xu thế biến đổi chất lượng nước, khai thác sử
dụng hợp lý nguồn nước và làm cơ sở khoa học cho việc quản lý tổng hợp tài

Nội dung 2: Xây dựng bộ số liệu đầu vào để vận hành mơ hình,
hiện trạng các biện pháp quản lý các nguồn nước thải.
Nghiên cứu về sơ đồ hệ thống mạng lưới sông, khu vực các nguồn thải,
các thông tin dữ liệu về mực nước, lưu lượng nước sông. Nghiên cứu, biên tập bộ
số liệu về chất lượng nước sơng tại các vị trí trạm quan trắc qua các thời kỳ. Xây
dựng bộ số liệu đầu vào để chạy mơ hình, bao gồm số liệu các mặt cắt và số liệu
lưu lượng, mực nước tại các biên, các nguồn thải trên tồn bộ hệ thống sơng.
Tổng hợp, nhận xét hiện trạng các biện pháp quản lý các nguồn nước thải.
Nội dung 3: Ứng dụng mơ hình MIKE 11 ECO Lab đánh giá các
kịch bản diễn biến chất lượng nước theo quy hoạch vào năm 2030
Nghiên cứu áp dụng mơ hình MIKE 11 ECO Lab: hiệu chỉnh, kiểm định
mơ hình, mơ phỏng các kịch bản diễn biến chất lượng nước sông Nhuệ, nhận xét
các kịch bản và đề xuất các biện pháp quản lý các nguồn nước thải nhằm cải
thiện chất lượng môi trường nước sông Nhuệ.

2


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.1. Điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội
1.1.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu
a. Vị trí địa lý
Sơng Nhuệ nằm giữa đồng bằng Bắc bộ, phía Bắc lưu vực sơng Nhuệ là
sơngHồng, phía Tây là sơng Đáy, phía Nam là sông Châu Giang. Sông chảy qua
địa bàn thành phố Hà Nội và hai huyện của tỉnh Hà Nam. Diện tích của tồn bộ
lưu vực là 107.530 ha, trong đó: Hà Nội chiếm 87.820 ha và tỉnh Hà Nam chiếm
19.710 ha. (Lý, Ứng dụng mơ hình Mike 11 đánh giá chất lượng nước sông Nhuệ
đoạn chảy qua Hà Nội, 2015).
Lưu vực sơng Nhuệ có hướng dốc từ Bắc Tây Bắc xuống Nam Đông

9.822
5.697
Nội thành Hà nội
8.430
8.008
Đan Phượng
7.659
3.863
Hồi Đức
9.468
6.420
Hà Đơng
1.630
1.630
Thanh Oai
14.180
12.021
Ứng Hồ
18.370
15.841
Phú Xun
17.110
15.187
Thường Tín
12.770
12.040
Duy Tiên (Hà Nam)
13.500
12.303
Kim Bảng (Hà Nam)

tại khu lân cận quận Hà Đơng cao 4-7m, khu vực huyện Thường Tín cao 1,13,5m. Độ dốc của lịngsơng Nhuệ có cao độ mặt phổ biến từ +2,0 đến +6,0 m.
Cao trình biến đổi từ +1,0 mđến + 9,0 m.
c. Đặc điểm thủy văn
Mạng lưới sơng ngịi khu vực nghiên cứu tương đối phát triển, mật độ lưới
sông đạt từ 0,7 - 1,2 km/km2. Về mùa kiệt cống Liên Mạc được mở để lấy nước
sơng Hồng vào sơng Nhuệ, cịn về mùa lũ chỉ mở khi mực nước sông Hồng dưới
báo động cấp I và trong đồng có nhu cầu cấp nước. Cống Lương Cổ về mùa lũ
được mở để tiêu nước và chỉ đóng lại khi có phân lũ qua đập Đáy. Nối sơng Đáy
với sơng Nhuệ cịn có các sơng nhỏ như sơng La Khê (qua quận Hà Đơng), sơng
Vân Đình, sơng Duy Tiên, sông Ngoại Độ và một số sông nhỏ khác tạo thành
một mạng lưới tưới tiêu tự chảy cho hệ thống khi điều kiện cho phép. Sơng Vân
Đình dài 11,8 km nối sông Nhuệ với sông Đáy qua cống Vân Đình. Sơng La Khê
dài 6,8 km được nối với sông Đáy qua cống La Khê. Mạng lưới sông, các kênh
tiêu trong khu vực nghiên cứu khá phức tạp, lại có các hướng tiêu thốt khác
nhau.
- Sơng Nhuệ: Sơng Nhuệ dài 76 km, lấy nước từ sông Hồng qua cống
Liên Mạc. Sơng Nhuệ cịn tiêu nước cho thành phố Hà Nội và chảy vào sông Đáy
ở thành phố Phủ Lý (tỉnh Hà Nam). Sơng có diện tích lưu vực xấp xỉ 1.075 km2.
- Bốn con sơng thốt nước chính của Hà Nội:
+ Sông Tô Lịch: dài 14,6 km, rộng trung bình từ 40 - 45 m, sâu từ 3 - 4 m,
bắt đầu từ cống Bưởi chảy qua,quận Cầu Giấy, Đống Đa, Thanh Xn, Hồng
Mai, huyện Thanh Trì qua đập Thanh Liệt và đổ vào sông Nhuệ. Sông Tô Lịch
tiếp nhận nước của sông Sét, sông Lừ, sông Kim Ngưu và đảm nhận tiêu thốt
tồn bộ nước thải của thành phố.
+ Sông Sét: dài 5,9 km rộng từ 10 - 30 m, sâu từ 3 - 4 m bắt nguồn từ cống
Bà Triệu, hồ Bảy Mẫu rồi đổ ra sông Kim Ngưu ở Giáp Nhị.
+ Sông Kim Ngưu: dài 11,8 km, rộng từ 20 - 30 m, sâu từ 3 - 4 m, bắt
nguồn từ điểm xả Lò Đúc, tiếp nhận nước của sông Sét tại Giáp Nhị và hợp lưu
với sông Tô Lịch tại Thanh Liệt.
+ Sông Lừ (sông Nam Đồng): dài 5,6 km, rộng trung bình 30 m, sâu từ 2 3 m, nhận nước thải, nước mưa từ các cống Trịnh Hoài Đức, cống Trắng rồi chảy

trong đó khu vực thành thị là 62,3% và khu vực nơng thơn là 75,3%
Ước tính số người có việc làm trong năm 2017 đạt trên 3,7 triệu người
chiếm 97,4% so với tổng số lao động trong độ tuổi từ 15 trở lên. Trong đó, khu
vực khu vực thành thị chiếm 53,1%; khu vực nông thôn chiếm 46,9%. Bên cạnh
đó, tỷ lệ lao động đang làm việc qua đào tạo của Hà Nội ước đạt 60,7% và tỷ lệ
thất nghiệp khu vực thành thị ở mức 3,1%.
b.Tình hình phát triển kinh tế - xã hội
Theo Báo cáo tại Hội nghị lần thứ 16 Ban Chấp hành Đảng bộ thành phố
Hà Nội khóa XVI, kinh tế - xã hội thành phố Hà Nội năm 2018 đạt nhiều kết quả
nổi bật, tất cả 20 chỉ tiêu đều đạt và vượt kế hoạch, trong đó, 8 chỉ tiêu vượt kế
hoạch: Kim ngạch xuất khẩu tăng 21,6% (kế hoạch 7,5-8%); tỷ lệ dân số nông
thôn được cung cấp nước sạch đạt 55,5% (kế hoạch 55%); số xã được công nhận
đạt tiêu chí nơng thơn mới tăng thêm 30 xã (kế hoạch 26 xã); tỷ lệ bao phủ bảo
hiểm y tế đạt 86,5% (kế hoạch 83,5%);… Kinh tế Thủ đô năm 2018 tiếp tục phát
triển toàn diện, tổng sản phẩm trên địa bàn (GRDP) tăng 8,65% (theo cách tính
mới là 7,37%) và duy trì năm sau tăng hơn năm trước (năm 2016 tăng 8,2%; năm
2017 tăng 8,48%). GRDP bình quân đầu người năm 2018 đạt 4.080USD/người,
gấp 1,12 lần năm 2015. Tổng thu ngân sách của thành phố năm 2018 ước đạt
238,8 nghìn tỷ đồng, bằng 100,2% dự tốn (tăng 12,6% so với cùng kỳ). Chi
ngân sách được thực hiện đúng quy định, tiếp tục tái cơ cấu các khoản chi theo
hướng tiết kiệm chi thường xuyên để dành nguồn cho đầu tư phát triển. Năm
2018, tỷ trọng chi thường xuyên giảm cịn 50,8%. Ngồi ra các làng nghề nổi
tiếng tại Hà Nội được thể hiện dưới bảng sau.
Bảng 1.2. Danh sách một số làng nghề nổi tiếng tại Hà Nội[3]
stt

Tên làng nghề

Xã


xã Bích Hịa

Thanh Oai

5

Làng nghề chế biến lương thực
thựcphẩm thơn Bá Nội

xã Hồng Hà

Đan Phượng

6

Làng nghề chế biến lương thực
thực phẩm thôn Tân Độ

xã Hồng Minh

Phú Xuyên

7

Làng nghề chế biến nông sản thực

xã Cát Quế

Hoài Đức.
7

11

Làng nghề chế biến tinh bột thơn
CộngHịa

xã Cộng Hòa

Quốc Oai

xã Phùng xá

Thạch Thất

xã Thanh Cao

Thanh Oai

14 Làng nghề dệt lụa Vạn Phúc

Phường Vạn
Phúc

Hà Đông

15 Làng nghề điêu khắc thơn Dư Dụ

xã Thanh Thùy

Thanh Oai


xã Chuyên Mỹ

Phú Xuyên

xã Chuyên Mỹ

Phú Xuyên

12 Làng nghề cơ khí Phùng Xá
13

16

Làng nghề dệt khăn dệt vải dệt len
thônThanh thần

Làng nghề điêu khắc tượng xã
TiềnPhong

21 Làng nghề khảm trai thơn Ngọ
22

Làng nghề khâu bóng da thơn Lê
Dương

xã Tam Hưng

Thanh Oai

23


xã Thanh Thùy.

Thanh Oai

xã Hịa Bình

Thường Tín

xã Phú Thứ

Từ Liêm

27 Làng nghề lược sừng Thụy Ứng
28

Làng nghề luyện kim gò hàn Phú
Thứ

29

Làng nghề mây tre đan thôn Nghĩa
xã Phú Nghĩa
Hảo

Chương Mỹ
8


30 Làng nghề mây tre đan Văn La


xã Sơn Đồng

Hoài Đức

35 Làng nghề rèn thôn Đa sỹ

xã Kiến Hưng

Hà Đông

36 Làng nghề sơn màu Hạ Thái

xã Duyên Thái

Thường Tín

xã Thắng Lợi

Thường Tín

38 Làng nghề thêu ren thơn Đỗ Quan

xã Quất Động

Thường Tín

Làng nghề thêu ren thơn Quất
Lâm


nặng và hầu như chưa có sự cải thiện qua các năm. Các sơng nhỏ khác như sông
Lừ, sông Sét, Kim Ngưu,... cũng trong tình trạng tương tự.
Ngun nhân chính là do từ trước đến nay, các sông này đều là nơi
tiếp nhận và chứa phần lớn nước thải sinh hoạt của các khu dân cư của
thành phố, hàm lượng các chất hữu cơ trong nước luôn vượt nhiều lần
ngưỡng QCVN 08-MT:2015/BTNMT (B2). Theo thống kê trong giai
đoạn 2014 - 2018, trên LVS Nhuệ - Đáy, hầu hết các thơng số đều có tỷ lệ
% giá trị vượt QCVN 08-MT: 2015/BTNMT (A2) từ 35,7% đến trên 90%.
Trong đó, một số thơng số có tỷ lệ vượt cao là Amoni, Nitrit và BOD5.
Năm 2016 - 2017, tỷ lệ số giá trị vượt QCVN của các thơng số có giảm
nhẹ so với những năm trước nhưng không đáng kể. [4]

10


1.3. Tổng quan về các mơ hình tính tốn chất lượng nước
1.3.1. Vai trị của mơ hình trong quản lý tài ngun nước
Mơ hình tính tốn chất lượng nước là các phần mềm tính tốn chỉ tiêu
phản ánh chất lượng nguồn nước. Các chỉ tiêu bao gồm: chỉ tiêu vật lý, hoá học
và thành phần sinh học của nguồn nước trên cơ sở giải các phương trình tốn học
mơ tả mối quan hệ giữa các chỉ tiêu phản ánh chất lượng nước cũng như các q
trình có liên quan đến nó.
Mơ hình chất lượng nước là một trong những cơng cụ quản lý chất lượng
nguồn nước một cách tổng quát và toàn diện, mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Trong những năm gần đây,mơ hình mơ phỏng tính tốn chất lượng nước được
ứng dụng rất rộng rãi trong các lĩnh vực: dự báo ô nhiễm, đánh giá xu thế biến
đổi chất lượng nước, khai thác sử dụng hợp lý nguồn nước và làm cơ sở khoa học
cho việc quản lý tổng hợp tài nguyên nước.
1.3.2. Một số nghiên cứu về mơ hình mơ phỏng tính tốn chất lượng nước
Để nghiên cứu đánh giá ơ nhiễm nước cần tính tốn đánh giá biến đổi chất

thay đổi điều kiện dịng chảy sơng một cách chính xác.
MIKE 11 là một trong những cơng cụ được sử dụng phổ biến nhất trên
tồn thế giới. Điển hình như nhóm tác giả J. Liang, Q. Yang, T. Sun, J. D. Martin
và H. Sun (2015) với nghiên cứu MIKE 11 model-based water quality model as a
tool for the evaluation of water quality management plansđã trình bày sự phát
triển của mơ hình chất lượng nước như một công cụ để đánh giá, thay thế các
kịch bản quản lý nước cho lưu vực sông tại Bắc Kinh, Trung Quốc. Kết quả cho
thấy nhu cầu Oxy hóa học, hàm lượng Ammoniac và tổng Photpho phát triển
theo xu hướng tăng chung cho các kịch bản khác nhau cho kết quả mơ phỏng
khác nhau, do ở mỗi kịch bản có các biện pháp làm sạch, giảm thiểu riêng.
Tại Việt Nam, nhóm tác giả Trần Hồng Thái, Hồng Thị Thu Trang,
Nguyễn Văn Thao, Lê Vũ Việt Phong với nghiên cứu Ứng dụng mơ hình MIKE
11 tính tốn thủy lực, chất lượng nước cho lưu vực sơng Sài Gịn- Đồng Nai. Qua
những kết quả đạt được của nghiên cứu, nhóm tác giả kết luận kết quả tính tốn,
mơ phỏng thủy văn, thủy lực chất lượng nước bằng mơ hình MIKE 11 khá tốt,
cho thấy khả năng ứng dụng hiệu quả của mô hình. Tuy nhiên để có thể sử dụng
mơ hình tốt hơn nữa trong hiện tại và tương lai, nhóm tác giả đã đề xuất nâng cao
chất lượng số liệu quan trắc thủy văn, thủy lực và chất lượng nước cần đồng bộ,
dày đặc và chính xác hơn.
Trên lưu vực sơng Nhuệ - Đáy, nhóm tác giả Lê Vũ Việt Phong, Trần
Hồng Thái, Phạm Văn Hải (2005) của Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và
Mơi trường đã thành cơng trong nghiên cứu Nghiên cứu áp dụng mơ hình tốn
MIKE 11 tính tốn chất lượng nước sơng Nhuệ - sơng Đáy. Theo kết quả của
nghiên cứu, nhóm tác giả chỉ ra được chất lượng nước trên sông Nhuệ và sông
Đáy xấu hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn nước mặt của Việt Nam. Hơn nữa, nhóm
tác giả đưa ra khuyến nghị rằng nếu các khu đô thị mới, khu công nghiệp mới
được bố trí xây dựng khơng hợp lý thì chắc chắn tình trạng ơ nhiễm mơi trường
nước sẽ ngày càng trầm trọng, dẫn đến kết quả cuối cùng là các dịng sơng sẽ
thành dịng sơng “chết”.
Nhận xét: Từ thành cơng của các mơ hình tính tốn chất lượng nước trên

Hệ phương trình cơ bản của Module HD là hệ phương trình Saint-Venant.
Hệ phương trình Saint-Venant được Giáo sư Barre de Saint-Venant người Pháp
thiết lập vào năm 1871, viết cho dịng chảy 1 chiều khơng ổn định không đều
biến đổi chậm trong sông, suối tự nhiên cũng như nhân tạo với hình dạng mặt cắt
bất kỳ. Sự thiết lập hệ phương trình Saint-Venant dựa trên định luật bảo toàn
khối lượng và định luật bảo toàn động lượng của chất lỏng chuyển động qua một
đơn vị thể tích.
Phương trình liên tục:
Phương trình liên tục được thiết lập dựa trên định luật bảo toàn khối
lượng, lưu lượng q gia nhập, với giả thiết khối lượng riêng của chất lỏng là
khơng đổi, phương trình có dạng:
(1.1)
Phương trình động lượng:
Phương trình động lượng được thiết lập dựa trên định luật bảo tồn động
lượng, với giả thiết là lưu lượng dịng gia nhập biên q, hệ số trở lực thủy lực
được tính bằng cơng thức thực nghiệm Chezy.
Phương trình động lượng cơ bản thiết lập trong hệ phương trình SaintVenant có dạng sau:

13


(1.2)
Do đó để tính tốn mơ phỏng chế độ dịng chảy trong sơng, mơ hình
MIKE 11 dựa trên cơ sở giải hệ phương trình Saint-Venant được thiết lập bao
gồm 2 phương trình tạo thành hệ hai phương trình hai ẩn có dạng:

(1.3)
Trong đó:

Q: Lưu lượng (m /s);

trình biến đổi oxy, quá trình biến đổi các hợp chất chứa Nitơ, quá trình biến đổi
các hợp chất chứa photpho, Coliform,…Tốc độ biến đổi của các q trình được
tính tốn:
14


Nhiệt độ:
Đa số các phản ứng trong môi trường nước đều phụ thuộc vào nhiệt độ vì
nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến các yếu tố và các hoạt động sinh học. Biểu thức
Arrhenius là một hàm thể hiện sự phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ:
(1.5)
Trong đó:

: Hệ số nhiệt độ Arrhenius;
T: Nhiệt độ của nước (oC);
To: Nhiệt độ tiêu chuẩn-giá trị này thường lấy ở 20oC.

Quá trình biến đổi oxy:
Oxy trong môi trường nước chi phối bởi các quá trình sau:
- Quá trình bổ cập oxy (reaeration): Quá trình quang hợp; Q trình
khuyếch tán oxy hịa tan từ khí quyển.
- Q trình tiêu thụ oxy: Q trình hơ hấp của thủy sinh vật; Oxy cho các
quá trình phân hủy các chất hữu cơ (BOD); Oxy phân hủy trầm tích; Oxy hố các
hợp chất Nitơ.

Hình 1.4: Q trình biến đổi Oxy
Quá trình bổ cập oxy (Reaeration)là q trình mơ tả sự trao đổi oxy giữa oxy
hòa tan trong nước và trong khí quyển.
(1.6)
Cs mức độ bão hịa Oxy trong nước, Cs phụ thuộc vào độ muối và nhiệt độ,