Dự báo nồng độ ô nhiễm TSS (tổng rắn lơ lửng) của chất lượng nước mặt theo thời gian tại trạm Tân Hiệp, sông Đồng Nai

Bài viết Dự báo nồng độ ô nhiễm TSS (tổng rắn lơ lửng) của chất lượng nước mặt theo thời gian tại trạm Tân Hiệp, sông Đồng Nai trình bày việc sử dụng nồng độ ô nhiễm TSS tại trạm quan tắc Tân Hiệp, sông Đồng Nai, sử dụng phương pháp nội suy Kriging để tìm ra mô hình phù hợp và đưa ra kết quả dự báo ô nhiễm nguồn nước khu vực sông Đồng Nai theo thời gian với độ tin cậy cao.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Dự báo nồng độ ô nhiễm TSS (tổng rắn lơ lửng) của chất lượng nước mặt theo thời gian tại trạm Tân Hiệp, sông Đồng Nai Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 4 - SEMREGG 2018 DỰ BÁO NỒNG ĐỘ Ô NHIỄM TSS (TỔNG RẮN LƠ LỬNG) CỦACHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT THEO THỜI GIAN TẠI TRẠM TÂN HIỆP, SÔNG ĐỒNG NAI Nguyễn Công Nhựt Khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành, 300A Nguyễn Tất Thành, Quận 4, Tp. Hồ Chí Minh Email: ncnhutqnam@gmail.com TÓM TẮT Nước rất cần thiết cho sự sống của con người và sự phát triển kinh tế - xã hội. Ô nhiễm nguồnnước là vấn đề được cả nhân loại đều quan tâm. Ở Việt Nam, do sự phát triển các nhà máy, xí nghiệpnên nguồn nước bị ô nhiễm ngày càng trầm trọng, trong đó có sông Đồng Nai. Trong bài báo này, tácgiả sử dụng nồng độ ô nhiễm TSS tại trạm quan tắc Tân Hiệp, sông Đồng Nai, sử dụng phương phápnội suy Kriging để tìm ra mô hình phù hợp và đưa ra kết quả dự báo ô nhiễm nguồn nước khu vựcsông Đồng Nai theo thời gian với độ tin cậy cao. Dữ liệu TSS được quan trắc liên tục trong ba tháng(từ đầu tháng 2 năm 2018 đến cuối tháng 4 năm 2018), kết quả dự báo khi sử dụng nội suy Kriging cóđộ chính xác cao với hệ số hồi quy bằng 1.005, hệ số tương quan bằng 0.859 (giá trị tốt nhất bằng 1),sai số dự báo 2.258, sai số chuẩn bằng 0.044. Qua đó cho thấy sử dụng phương pháp nội suy Kriginglà một giải pháp hiệu quả và phù hợp trong các bài toán với các thông tin thời gian. Từ khóa: Ô nhiễm nguồn nước, địa thống kê, Kriging, variogram. 1. GIỚI THIỆU Ô nhiễm nguồn nước là vấn được cả xã hội quan tâm không chỉ riêng Việt Nam mà cả trêntoàn thế giới. Ô nhiễm nguồn nước do rất nhiều nguyên nhân gây ra như rác thải trong các nhà máy,xí nghiệp, sản xuất nông nghiệp, sinh hoạt của người dân…Việc xây dựng các trạm quan trắc môitrường nước cũng rất cần thiết, nhưng cũng gặp rất nhiều khó khăn như chi phí lắp đặt một trạmquan trắc rất tốn kém và vấn đề vận hành và bảo quản cũng gặp hết sức khó khăn. Theo trung tâmquan trắc môi trường của Sở Tài nguyên và Môi trường Bình Dương, mạng lưới quan trắc chấtlượng nước tự động trên sông Đồng Nai của tỉnh Bình Dương có 4 trạm gồm có Tân Hiệp, VĩnhNguyên, Thủ Dầu Một và Tân Uyên. Hệ thống quan trắc liên tục theo từng ngày với các thông sốquan trắc như TSS, pH, Nitrat, nhiệt độ và độ mặn. Tuy nhiên, với sự phát triển nhanh chóng của các khu công nghiệp, thì vấn đề ô nhiễm môitrường, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước là vấn đề nóng, tình trạng khan hiếm nước sạch, nguồnnước ô nhiễm dẫn đến nhiều căn bệnh nguy hiểm. Do vậy, yêu cầu đặt ra cần có một mô hình Toánhọc để dự báo trong tương lai chất lượng nguồn nước tại một khu vực nào đó có an toàn để sử dụnghay không? Bằng cách sử dụng dữ liệu quan trắc liên tục trong 3 tháng liền (từ tháng 2 đến tháng 4năm 2018, tại trạm Tân Hiệp) tác giả đưa ra mô hình Toán học thích hợp để dự đoán ô nhiễm nguồnnước trong các tháng tiếp theo. Hiện nay đã có một số mô hình dự báo ô nhiễm nguồn nước như mô hình QUAL2K, mô hìnhIPC,… Mô hình QUAL2K là một phiên bản của mô hình QUAL2E. Mô hình này được phát triển dosự hợp tác giữa trường Đại học Tufts và Trung tâm Môi trường Chất lượng nước của Cục Môitrường Mỹ (US.EPA). Mô hình được sử dụng rộng rãi để dự báo diễn biến chất lượng nước sông và 59The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018dự đoán tải trọng của các chất thải vào sông. Mô hình IPC do Ngân hàng thế giới, Tổ chức Y tế thếgiới và Tổ chức y tế Hoa Kỳ phát triển. Mô hình IPC đánh giá chất lượng nước sông, dự báo biếnđổi chất lượng nước sông, tính toán tải lượng cần cắt giảm của từng nguồn. 2. DỮ LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP Sông Đồng Nai là con sông nội địa dài nhất Việt Nam, lớn thứ nhì Nam Bộ về lưu vực, chỉ sausông Cửu Long. Sông Đồng Nai chảy qua các tỉnh Lâm Đồng, Đắk Nông, Bình Phước, ĐồngNai, Bình Dương, Thành phố Hồ Chí Minh với chiều dài 586 km (364 dặm) và lưu vực 38.600 km²(14.910 mi2). Nếu tính từ đầu nguồn sông Đa Dâng thì dài 586 km còn nếu tính từ điểm hợp lưuvới sông Đa Nhim phía dưới thác Pongour thì dài 487 km. Sông Đồng Nai đổ vào Biển Đông tạikhu vực huyện Cần Giờ. Dữ liệu được thu thập từ trạm quan trắc môi trường nước tự động TânHiệp trên sông Đồng Nai, quan trắc liên tục hàng ngày từ tháng 2 năm 2018 đến tháng 4 năm 2018(xem Bảng 1). Thông số TSS (turbidity suspendid solids) là tổng rắn lơ lửng. Thường đo bằng máy đo độđục (turbidimeter). Độ đục gây ra bởi hiện tượng tương tác giữa ánh sáng và các chất lơ lửng trongnước như cát, sét, tảo và những vi sinh vật và chất hữu cơ có trong nước. Các chất rắn lơ lửng phântán ánh sán ...