Đang tải... (xem toàn văn)
Thành phố Cà Mau là đô thị tỉnh lỵ, trung tâm chính trị, kinh tế xã hội của tỉnh Cà Mau, đồng thời cũng là một trong bốn đô thị động lực vùng kinh tế đồng bằng sông Cửu Long. Thành phố Cà Mau được thành lập theo Nghị định số 211999NĐCP ngày 1441999 của Chính phủ. Hiện tại thành phố gồm: 10 phường và 07 xã với diện tích tự nhiên là 24.929 ha (Theo niên giám thống kê tỉnh Cà Mau năm 2009). Tốc độ đô thị hóa của thành phố đang diễn ra khá nhanh, đời sống kinh tế xã hội của người dân ngày càng được cải thiện. Song hành với sự phát triển ấy là một loạt các vấn đề phát sinh, trong đó vấn đề tiêu thoát nước, chống ngập úng cho thành phố là vấn đề nổi cộm. Với địa hình khá thấp, cao độ tự nhiên phổ biến từ 0,2 0,6m nên khả năng tiêu thoát nước không tốt, nhiều khu vực trong thành phố thường xuyên bị ngập khi xuất hiện các cơn mưa lớn nhất là khi trùng với thời điểm triều cường đã ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống sinh hoạt của người dân trong thành phố, đặc biệt trong tình hình diễn biến khí hậu phức tạp như hiện nay. Hơn nữa, nhiều hệ thống kênh rạch trong thành phối đang bị xuống cấp, bị lấn chiếm hoặc bị san lấp dẫn đến khả năng tiêu thoát nước cho thành phố càng trở nên khó khăn, mặt khác các cơ sở hạ tầng khi đưa vào sử dụng thì đã lạc hậu, không bắt kịp với tốc độ phát triển của thành phố. Vấn đề nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp chưa được xử lý hàng ngày đang tác động trực tiếp đến cuộc sống của người dân, ảnh hưởng đến môi trường sinh thái. Vì vậy, quy hoạch chống ngập cho thành phố Cà Mau là nhiệm vụ cấp bách tuy nhiên, việc đề xuất các giải pháp chống ngập phải được xem xét trên yếu tố tổng thể. Khi giải quyết bài toán chống ngập cần phải thực hiện song song bài toán cải thiện môi trường nước. Việc xác định được hiện trạng môi trường nước mặt trong TP Cà Mau sẽ là cơ sở khoa học và thực tiễn để xây dựng giải pháp chống ngập cho thành phố trên nguyên tắc hạn chế được ngập úng đồng thời có giải pháp cải thiện được chất lượng môi trường nước.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA KỸ THUẬT TÀI NGUYÊN NƯỚC BỘ MÔN KỸ THUẬT VÀ QUẢN LÝ TƯỚI - oOo - BÀI TẬP TÍNH TỐN CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC TỪ CÁC THÔNG SỐ QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG NƯỚC GVHD : NGUYỄN THỊ HẰNG NGA HVTH : HUỲNH THANH NGUYÊN LỚP : 24CTN11 –CS2 MSHV : 1681580210010 Thành phố Hồ Chí Minh, Năm 2017 BÀI TẬP MÔN HỌC QUAN TRẮC VÀ QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC Chuẩn bị tài liệu làm tập Thu thập số liệu chất lượng nước đối tượng cụ thể sau Nước sông Nước xả thải từ khu công nghiệp vào hệ thống kênh thủy lợi Nước ngầm khu vực phục vụ cấp nước sinh hoạt Nước hồ cảnh quan sinh thái Yêu cầu ( Làm tập tổng hợp từ số liệu thu thập): - Đánh giá chất lượng nước trạng nêu giải pháp bảo vệ Xây dựng chương trình quan trắc chất lượng nước BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĐỀ TÀI: QUY HOẠCH THUỶ LỢI CHỐNG NGẬP ÚNG THÀNH PHỐ CÀ MAU MỞ ĐẦU Thành phố Cà Mau đô thị tỉnh lỵ, trung tâm trị, kinh tế - xã hội tỉnh Cà Mau, đồng thời bốn đô thị động lực vùng kinh tế đồng sông Cửu Long Thành phố Cà Mau thành lập theo Nghị định số 21/1999/NĐ-CP ngày 14/4/1999 Chính phủ Hiện thành phố gồm: 10 phường 07 xã với diện tích tự nhiên 24.929 (Theo niên giám thống kê tỉnh Cà Mau năm 2009) Tốc độ đô thị hóa thành phố diễn nhanh, đời sống kinh tế - xã hội người dân ngày cải thiện Song hành với phát triển loạt vấn đề phát sinh, vấn đề tiêu nước, chống ngập úng cho thành phố vấn đề cộm Với địa hình thấp, cao độ tự nhiên phổ biến từ 0,2 - 0,6m nên khả tiêu nước khơng tốt, nhiều khu vực thành phố thường xuyên bị ngập xuất mưa lớn trùng với thời điểm triều cường ảnh hưởng trực tiếp đến sống sinh hoạt người dân thành phố, đặc biệt tình hình diễn biến khí hậu phức tạp Hơn nữa, nhiều hệ thống kênh rạch thành phối bị xuống cấp, bị lấn chiếm bị san lấp dẫn đến khả tiêu thoát nước cho thành phố trở nên khó khăn, mặt khác sở hạ tầng đưa vào sử dụng lạc hậu, khơng bắt kịp với tốc độ phát triển thành phố Vấn đề nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp chưa xử lý hàng ngày tác động trực tiếp đến sống người dân, ảnh hưởng đến mơi trường sinh thái Vì vậy, quy hoạch chống ngập cho thành phố Cà Mau nhiệm vụ cấp bách nhiên, việc đề xuất giải pháp chống ngập phải xem xét yếu tố tổng thể Khi giải toán chống ngập cần phải thực song song tốn cải thiện mơi trường nước Việc xác định trạng môi trường nước mặt TP Cà Mau sở khoa học thực tiễn để xây dựng giải pháp chống ngập cho thành phố nguyên tắc hạn chế ngập úng đồng thời có giải pháp cải thiện chất lượng môi trường nước I ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 1.1 Bố trí trạm quan trắc Để đánh giá xu thế, trạng biến đổi chung chất lượng nước toàn vùng nghiên cứu sở khảo sát điều tra thực tế phân bố dòng chảy, tính chất thủy triều, đặc điểm phân bố dân cư chúng tơi bố trí 20 trạm quan trắc chất lượng nước Vị trí trạm quan trắc định vị máy GPS sau chuyển lưu trữ số hóa đồ Bảng 1: Tọa độ vị trí trạm quan trắc ngày 14 tháng 10 năm 2010 STT Ký hiệu trạm quan trắc 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 Tọa độ Vĩ độ 9°11'31.48" 9°11'24.79" 9°12'4.42" 9°11'12.14" 9°11'45.16" 9°10'53.75" 9°10'52.82" 9°10'39.64" 9°10'44.48" 9°10'50.08" 9°11'21.29" 9°10'32.79" 9° 9'47.28" 9°10'21.18" 9°10'13.83" 9° 8'53.75" 9°10'28.61" 9°10'20.87" 9° 9'9.27" 9°10'27.45" Kinh độ 105°10'0.30" 105° 9'50.32" 105° 9'50.31" 105° 9'5.30" 105° 8'21.79" 105° 9'33.29" 105° 8'58.40" 105° 8'53.45" 105° 8'35.02" 105° 8'10.00" 105° 7'36.13" 105° 8'27.08" 105° 8'14.73" 105° 8'53.39" 105° 9'5.92" 105° 9'40.24" 105° 9'53.09" 105°11'56.39" 105°11'45.52" 105°16'43.94" Hình 1: Vị trí trạm quan trắc 1.2 Thời điểm lấy mẫu Để đánh giá xu biến đổi chất lượng nước trạm theo thời gian không gian mùa mưa, tiến hành lấy mẫu đồng loạt tất trạm quan trắc ngày 14 tháng 10 năm 2010 (vị trí quan trắc xem hình 1) Tại trạm quan trắc tiến hành lấy mẫu vào thời điểm: Lúc đỉnh triều lúc chân triều 1.3 Cách lấy mẫu Các thống số Nhiệt độ, DO, độ mặn đo trực tiếp ngồi trường Mẫu phân tích thành phần thủy hóa: Tại thời điểm, mẫu nước lấy can lít rửa tráng lại nước sông Mẫu lấy dòng chảy cách tầng mặt 20 cm Mẫu phân tích vi sinh: Cùng thời điểm lấy mẫu phân tích thành phần thủy hóa chúng tơi tiến hành lấy mẫu để phân tích tiêu vi sinh vật bình thủy tinh nút nhám 100ml tẩy trùng 1.4 Bảo quản mẫu Mẫu sau lấy bảo quản thùng lạnh ln trì nhiệt độ nhỏ oC vận chuyển ngày phòng thí nghiệm Hóa Mơi trường – Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam phân tích thông số theo yêu cầu 1.5 Phương pháp phân tích Mẫu nước sau đem phòng thí nghiệm tiến hành phân tích tiêu hố – lý - sinh theo phương pháp phân tích có độ xác tin cậy cao sử dụng rộng rãi nước (bảng 2) pH: Đo máy đo pH Oxi hòa tan: Đo máy đo oxi Nhiệt độ đo máy đo DO có kèm theo điện cực đo nhiệt độ TSS: Phương pháp khối lượng – lọc giữ lại cặn lơ lương giấy lọc có đường kính lỗ θ 0,45µm sau sấy khơ đến khối lượng không đổi nhiệt độ 1050C BOD5: Phương pháp bình sáng – bình tối theo Winkler cải tiến COD: Oxi hóa KMnO4 mơi trường kiềm mẫu có độ nhiễm thấp oxi hóa K 2Cr2O7 mẫu có mức nhiễm cao SO42-: Đo độ đục thông qua SO42- kết tủa với Ba2+ N-NH4+: Xác định phương pháp so màu Amonia phản ứng với hypochlorite, phenol mơi trường kiềm nhẹ tạo thành indophenol có màu xanh So màu dung dịch máy quang phổ NO2-: Sử dụng phương pháp so màu với thuốc thử Diazotized sulfanilamide NO3-: Sử dụng phương pháp chuyển hóa qua cột Cadmi FeTS: Sử dụng phương pháp so màu với thuốc thử Phenathroline - Mẫu vi sinh tiến hành phân tích phương pháp lên men nhiều ống cấy kiểm tra đĩa thạch Các phương pháp phân tích, thiết bị phân tích mẫu nước phạm vi xác định tiêu xác định bảng sau: Bảng 2: Phương pháp, thiết bị phân tích độ xác phép thử TT Chỉ tiêu phân tích Phương pháp phân tích Phạm vi xác định pH Máy đo pH PL600Israel – 14 đơn vị DO Máy đo oxi hòa tan ION 165 HACH – 20mg/l TT Chỉ tiêu phân tích Phương pháp phân tích Phạm vi xác định BOD5 (Nhu cầu oxy sinh hóa) Bình sáng tối Winkler cải tiến 0,1 COD (nhu cầu oxy hóa hóa học) oxi hóa KMnO4 mơi trường kiềm 1-50mg/l oxi hóa K2Cr2O7 >50mg/l So màu máy quang phổ UVis -Shimazu 0,05-1mg/L N-NO2- (Nitrit) Phương pháp so màu máy quang phổ UVis -Shimazu 0,001-1 mg N-NO3- (Nitrat) Phương pháp Cadmi so màu máy quang phổ UVis -Shimazu 0,001-1 mg FeTS phương pháp Phenathroline so màu máy quang phổ UVis -Shimazu >0,01 mg/l TSS (Tổng Hàm lượng cặn lơ lửng) Phương pháp khối lượng (lọc qua giấy 0,45µm) >0,01mg N-NH4+ (Amoni) TT Chỉ tiêu phân tích Phương pháp phân tích Phương pháp khối lượng (kết tủa với BaCl2) Phạm vi xác định 10 SO42- 11 Coliform TCVN 6191-1-1996 - 12 Fecal - Coliform TCVN 6191-1-1996 - 13 Clostridium perfringens >0,01mg Cấy đĩa thạch Các số liệu đo đạc phân tích tập hợp, tổng kết so sánh đánh giá theo không gian, thời gian dựa quy chuẩn việt nam QCVN 08:2008/BTNMT quy chuẩn chất lượng nước mặt II DIỄN BIẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC 2.1 Diễn biến giá trị pH pH nước biểu thị mối quan hệ nồng độ H + OH-, biểu thị khả đệm nước; thông số luôn xác định môi trường nước Theo tiêu chuẩn quy định giá trị pH nước giới hạn khoảng - 8,5, pH thấp nước có vị chua không đạt theo tiêu chuẩn quy định sử dụng cho sinh hoạt sử dụng cho sản, tưới cho trồng Với giá trị pH thấp gây ảnh hưởng đến trồng, khu hệ động vật thủy sinh, tơm cá thấp gây chết cá, loài động thực vật thủy sinh Kết đo giá trị pH mẫu nước thể hình Hình 2: Biến đổi giá trị pH trạm quan trắc theo chế độ triều Từ hình cho thấy giá trị pH thay đổi từ 6,2 – 7,41 nằm quy chuẩn chất lượng nước mặt cột A (QCVN08:2008) Là khu vực nằm vùng đất nhiễm phèn nhiên, giá trị pH vào thời điểm đo đạc cao chứng tỏ mức độ tác động yếu tố phèn vào khu vực Tp Cà Mau thời điểm quan trắc không đáng kể 2.2 Diễn biến xâm nhập mặn Mặn yếu tố giới hạn sinh trưởng phát triển động, thực vật thủy sinh trồng nói chung Nguồn nước bị nhiễm mặn không phù hợp cho phát triển sản xuất nông nghiệp ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống sinh hoạt người dân lại thuận lợi để phát triển ni trồng thủy hải sản Mặn nước có nguồn gốc từ khối nước biển nguồn nước bị nhiễm mặn biểu thiếu hụt nguồn nước vùng Kết đo giá trị mặn mẫu nước thể hình NH4+ dao động từ 0,102 – 0,552 phần lớn nằm quy chuẩn môi trường cột B1, sang thời điểm chân triều ảnh hưởng nước thải sinh hoạt sản xuất đổ hàm lượng N-NH4+ tăng lên lớn so với thời điểm đỉnh triều dao động từ 0,365 – 1,39mg/l 2.7 Biến đổi hàm lượng P-PO43- nước Trong nguồn nước tự nhiên phốt phát thường thấp không đủ thực vật phát triển, trình biến dưỡng hợp chất hữu cơ, phơt giải phóng điều kiện kích thích phát triển thực vật thuỷ sinh phốt rửa trôi từ vùng sản xuất nông nghiệp nguồn cung cấp lượng lớn cho thủy vực Kết xác định hàm lượng P-PO43- nước thể hình Hình 8: Diễn biến hàm lượng P- PO43- trạm quan trắc theo thời gian Từ hình cho thấy hàm lượng P- PO43- thay đổi lớn, dao động từ 0,026 – 0,55 mg/l Cũng có khác biệt đáng kể hàm lượng PPO43- theo không gian thời gian Tại trạm quan trắc từ N1 – N5 hàm lượng P- PO 43- thấp, dao động từ 0,034 – 0,10 mg/l khơng có sai khác lớn theo chế độ thủy triều ngày Tại trạm từ N6 – N20 hàm lượng P- PO43- dao động từ 0,026 – 0,55 mg/l có khác biệt rõ ràng theo chế độ triều ngày Tại lúc chân triều tác động khối nước thải sinh hoạt sản xuất đổ làm hàm lượng P- PO 43- nước gia tăng lớn (dao động từ 0,13 – 0,55mg/l) tác động dòng triều pha lỗng hạn chế phát thải nước thải nên thời điểm đỉnh triều hàm lượng PPO43- thấp so với thời điểm chân triều dao động từ 0,026 – 0,226 mg/l 2.8 Hiện tượng nhiễm khuẩn nguồn nước Trong thủy vực tự nhiên thường có nhiều loại vi sinh vật sinh sống tham gia vào trình làm nguồn nước, bên cạnh vi sinh vật có lợi khơng ảnh hưởng đến người động vật tồn nhiều nhóm vi sinh vật gây bệnh hay ảnh hưởng đến sức khỏe người, động vật đặc biệt vi sinh vật có nguồn góc từ phân động vật máu nóng Fecal coliform sử dụng vi sinh vật thị mức độ ô nhiễm chất thải có nguồn gốc từ phân động vật máu nóng sử dụng số để đánh giá tình trạng vệ sinh mơi trường vùng Kết xác định Fecal coliform trạm thể hình Hình 8: Diễn biến số Fecal coliform trạm quan trắc theo thời gian Từ hình cho thấy số F coliform có biến đổi lớn dao động từ 180 – 54.000MPN/ml chứng tỏ nguồn nước ln có dấu hiệu nhiễm khuẩn nặng từ phân động vật Các số liệu cho thấy vào thời điểm chân triều mức độ nhiễm khuẩn nguồn nước trầm trọng nhiều so với thời điểm đỉnh triều Điều phản ánh tác động tiêu cực nước thải từ TP Cà Mau đến môi trường nước khu vực trầm trọng 2.9 Nhận xét chung chất lượng nước khu vực dự án Từ kết đo đạc ngồi thực địa, phân tích phòng thí nghiệm kết hợp với khảo sát ngồi thực tế chúng tơi có nhận xét sau: Mặc dù nằm vùng đất bị nhiễm phèn nhiên giá trị pH nước cao (dao động từ 6,2 – 7,41) chứng tỏ thời điểm quan trắc không thấy tác động tiêu cực phèn đến môi trường nước Thời điểm quan trắc gần cuối mùa mưa nhiên mặn xuất hầu hết trạm quan trắc vào thời điểm đỉnh triều trạm có lưu thông lớn độ mặn khoảng từ 3,8 – 5,6 ‰ chứng tỏ nguồn nước vùng mà chủ yếu bị chi phối khối nước có nguồn gốc từ biển Chất lượng nước có phân bố theo khơng gian thời gian (thay đổi theo chế độ triều ngày): Tại trạm có lưu thơng (N3, N4, N6) lưu thơng có điều tiết (N1, N2) khơng có khác biệt nhiều theo chế độ thủy triều Tại trạm kênh có lưu thơng tốt (N7 – N20) chất nước nước có thay đổi rõ ràng theo chế độ thủy triều Tại thời điểm chân triều nước thải sinh hoạt từ TP Cà Mau nước thải từ sản xuất đổ làm môi trường nước bị ô nhiễm đặc biệt trạm N6 – N14, N17 giá trị BOD5 luân lớn 25mg/l chứng tỏ nguồn nước bị ô nhiễm nặng hợp chất hữu Chế độ thủy triều có tạc dụng pha lỗng rửa trơi chất nhiễm kênh rạch biểu thông qua hàm lượng chất ô nhiễm giảm nhiều so với thời điểm chân triều Hoạt động cống Cà mau có tác dụng rõ ràng cải thiện mơi trường nước phía cống khu vực thường xuyên bị ảnh hưởng nước thải sinh hoạt nhiên vào lúc chân triều nhờ dòng chảy từ kênh Quảng Lộ có tác dụng pha lỗng rửa trơi chất nhiễm khu vực III TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI 3.1 Phương pháp tính số WQI đưa TS Tơn Thất Lãng (phương pháp Delphi) Bước 1: Lựa chọn thông số: BOD; DO; TSS; Tổng N; pH; Coliform Bước 2: Tính tốn số phụ (phương pháp Delphi Rating Curve) Các số phụ tính tốn sau: (thang đo 0-10) - BOD5: y= -0,0006x2 – 0,1491x + 9,8255 - DO: y= 0,0047x2 + 1,20276x – 0,0058 - TSS: y= 0,0003x2 – 0,1304x + 11,459 - pH: y= 0,0862x4 – 2,4623x3 + 24,756x2 – 102,23x + 150,23 - N: y= -0,04x2 – 0,1752x + 9,0244 - Coliform: y= 179,39x – 0,4067 Bước 3: Trọng số - phương pháp Delphi Thông qua việc lấy ý kiến 40 nhà khoa học mội trường, có bảng trọng số sau: Bảng 2.6 Trọng số tính theo phương pháp Delphi Thông số BOD5 DO TSS pH Trọng số 0,23 0,18 0,16 0,15 Tổng N Tổng Coliform 0,15 0,13 Bước 4: Tính tốn số cuối – phương pháp trung bình cộng có trọng số: n WQI A �qi Wi i 1 (2.4) Trong đó: qi- Trọng số; Wi- Chỉ số phụ; Bước 5: So sánh số WQI với mức đánh giá Bảng 2.7 Mức đánh giá chất lượng nước tính theo phương pháp Delphi Loại nguồn nước 3.2 ST T Ký hiệu màu Xanh dương Lam Lục Vàng Da cam Đỏ Chỉ số WQI 9