Nghiên cứu đánh giá và mô phỏng sự thay đổi chất lượng nước trong hồ chứa phục vụ nước cho nông nghiệp bị ô nhiễm chất hữu cơ trong điều kiện thiếu oxy

5/20/2019 2:50:00 PM
Mô hình sinh thái một chiều được xây dựng để mô phỏng sự thay đổi của chất lượng nước của hồ từ độ sâu 0m đến 8m đáy. Mô hình được tính toán với số liệu năm 2015 và kiểm định với số liệu năm 2016. Kết quả cho thấy mô hình có thể mô phỏng tốt chất lượng nước đối với các chất dinh dưỡng như (NO3-, PO43-, NH4+, H2S)

Nghiên cứu đánh giá và mô phỏng sự thay đổi chất lượng nước trong hồ chứa phục vụ nước cho nông nghiệp bị ô nhiễm chất hữu cơ trong điều kiện thiếu oxy

Tác giả: TS. Trần Tuấn Thạch.  Bộ môn: KTTNN, Khoa KTTNN

Hiện tượng phân tầng nhiệt trong hồ dẫn đến tình trạng thiếu oxy của các lớp nước mặt đặt biệt là lớp nước sát với đáy hồ. Trong điều kiện yếm khí (thiếu oxy), các chất độc như khí sufur (H2S) và khí mê tan (CH4), và các chất như amonia (NH4+), và phosphate phosphorus (PO43-) được giải phóng từ lớp bùn đáy hồ. Các chất này có tác động xấu đến môi trường sống của các sinh vật trong hồ cũng như là tăng thêm hàm lượng các chất phú dưỡng (Ni tơ và phốt pho) trong nước tưới. Vì vậy việc đánh giá và mô phỏng sự thay đổi chất lượng nước trong hồ là rất cần thiết.

 Trong nghiên cứu này, chất lượng nước của hồ được thu thập và phân tích trong hồ chứa phục vụ cho nông nghiệp của Nhật Bản có độ sâu lớn nhất là 8m (Hình 1) trong khoảng thời gian 2 năm (2015 và 2016). Các chỉ tiêu chính được phân tích gồm nhiệt độ nước (WT), nồng độ oxy hòa tan (DO), nitrat (NO3-N), sulfate (SO42-), phosphate phosphorus (PO4-P), amonia (NH4+)…vv.

Hình 1: Hồ chứa No.5, Ito, Tỉnh Fukuoka, Nhật Bản

Mô hình sinh thái một chiều được xây dựng (Hình 2) để mô phỏng sự thay đổi của chất lượng nước của hồ từ độ sâu 0m đến 8m đáy. Mô hình được tính toán với số liệu năm 2015 và kiểm định với số liệu năm 2016. Kết quả cho thấy mô hình có thể mô phỏng tốt chất lượng nước đối với các chất dinh dưỡng như (NO3-, PO43-, NH4+, H2S) với hệ số NS (Nash-Sutcliffe) từ 0.7 đến 0.9 và hệ số RMSE nhỏ (Hình 3).

Hình 2: Quá trình mô phỏng mô hình sinh thái của hồ No.5 Reservoir, Japan

Hình 3: Kết quả mô phỏng chất lượng nước của mô hình sinh thái một chiều tại độ sâu 8 m

Kết quả tốt từ nghiên cứu có thể là cơ sở trong việc dự báo sự thay đổi về chất lượng nước của các hồ chứa phục vụ cho nông nghiệp.

 

Nguồn:

Thach TT, Harada M, Oniki A, Hiramatsu K, Tabata T (2017) Experimental study on the infuence of dissolved organic matter in water and redox state of bottom sediment on water quality dynamics under anaerobic conditions in an organically polluted water body. Paddy Water Environ, https://doi.org/10.1007/s10333-017-0600-4

Thach TT, Harada M, Hiramatsu K, Tabata T (2018) Estimation of water quality dynamics under long-term anoxic state in organically polluted reservoir by field observations and improved ecosystem model. Paddy Water Environ, https://doi.org/10.1007/s10333-018-0659-6

Thach TT, Harada M, Hiramatsu K, Tabata T (2018) The Influence of Bottom Sediment Redox State on Water Quality Dynamics under Long-term Anoxic Conditions in an Organically Polluted Reservoir. Journal of Rainwater Catchment Systems Vol.24/No.1/pp.23-31