Nghiên cứu ứng dụng mô hình help 3.0 để tính toán và dự báo lượng nước rỉ rác phát sinh tại bãi chôn lấp rác Gò Cát - Tp Hồ Chí Minh :Luận văn thạc sĩ - Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

BỘ CÔNG THƢƠNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỖ HOÀNG GIANG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HELP 3.0

ĐỂ TÍNH TOÁN VÀ DỰ BÁO LƢỢNG NƢỚC RỈ

RÁC PHÁT SINH TẠI BÃI CHÔN LẤP RÁC GÒ

CÁT – THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG

Mã chuyên ngành: 60.52.03.20

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2018

Công trình đƣợc hoàn thành tại Trƣờng Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh.

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Lê Hùng Anh

Ngƣời phản biện 1: ...................................................................................................................

Ngƣời phản biện 2: ..................................................................................................................

Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại Hội đồng ch m ảo vệ uận văn thạc sĩ Trƣờng

Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày…..tháng….năm 2018.

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)

1. ........................................................ - Chủ tịch hội đồng

2. ........................................................ - Phản biện 1

3. ........................................................ - Phản biện 2

5. ....................................................... - Ủy viên

4. ....................................................... - Thƣ ký

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG VIỆN TRƢỞNG VIỆN KH CN & QL MT

NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên : Đỗ Hoàng Giang MSHV :14143221

Ngày, tháng, năm sinh : 10/01/1992 Nơi sinh :Gia Lai

Chuyên ngành :Kỹ Thuật Môi Trƣờng Mã số : 60.52.03.20

I.TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ứng dụng mô hình HE P 3.0 để tính toán và dự báo

lƣợng nƣớc rỉ rác phát sinh tại bãi chôn l p rác Gò Cát – Thành phố Hồ Chí Minh.

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

 Thu thập số liệu đầu vào và xử lý số liệu đầu ra cho mô hình HELP

 So sánh với số liệu thực tế và nhận xét hiệu quả tính toán

 Điều chỉnh để ứng dụng dự áo lƣợng nƣớc rỉ rác sau này

II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Theo QĐ số 3440/QĐ-ĐHCN ngày 27/ 12/ 2017

III.NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 27/ 06/ 2018

IV. NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Lê Hùng Anh

TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018

NGƢỜI HƢỚNG DẪN

PGS. TS LÊ HÙNG ANH

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

VIỆN TRƢỞNG VIỆN KH CN & QL MT

BỘ CÔNG THƢƠNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

i

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập và nghiên cứu hoàn thành luận văn này, học viên đã nhận

đƣợc sự giúp đỡ của nhiều cá nhân và tổ chức.

Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trƣờng Đại học Công nghiệp

Thành phố Hồ Chí Minh. Đặc biệt là các thầy cô giáo thuộc Viện Khoa học Công

nghệ và Quản lý Môi trƣờng thuộc trƣờng Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí

Minh đã tận tình giảng dạy truyền đạt kiến thức để em hoàn thành khóa học và luận

văn.

Em xin chân thành gửi tới PGS.TS. ê Hùng Anh, ngƣời thầy đã tận tình định

hƣớng, hƣớng dẫn và cung c p cho em những góp ý khoa học chân thực và bổ ích,

em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy.

Xin cảm ơn các cơ quan chuyên môn thuộc Đài khí tƣợng thủy văn Tân Sơn Hóa và

Công ty Một thanhg viên Môi trƣờng đô thị đã tạo điều kiện thuận lợi cho em đƣợc

khảo sát, thu thập thông tin tài liệu trong thời gian thực hiện luận văn.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ động viên và hỗ trợ hết mình của gia

đình và bạn bè tiếp cho em sức mạnh hoàn thành luận văn này

ii

TÓM TẮT

Hiện nay, tốc độ tăng trƣởng dân số và đô thị hoá ngày càng phát triển đi kèm đó là

sự phát thải rác sinh hoạt ngày càng tăng cao. Các iên pháp xử lý rác đƣợc tận

dụng thực hiện triệt để trong đó phƣơng pháp chôn l p ch t thải rắn là biện pháp

đƣợc sử dụng phổ biến nh t tại Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung. Trong

phƣơng pháp này việc kiểm soát xử lý lƣợng nƣớc rỉ rác phát sinh trong bãi chôn

l p là một điều quan trọng và c p bách cần đƣợc quan tâm.

ƣợng nƣớc rỉ rác này thay đổi phụ thuộc vào các yêu tố nhƣ lƣợng mƣa, nhiệt độ,

độ ẩm của rác và c u trúc các lớp lót của bãi chôn l p. Nó ảnh hƣởng lớn tới môi

trƣờng đ t, mạch nƣớc ngầm cũng nhƣng môi trƣờng xung quanh. Vì vậy việc ƣớc

tính lƣợng nƣớc rỉ rác tại bãi chôn l p có thể đƣa ra các giải pháp phù hợp nhằm

làm giảm thiếu nƣớc rỉ rác, giảm tác động của nó tới môi trƣơng xung quanh. Hiện

nay trên thế giới để đo lƣợng dự áo lƣợng nƣớc rỉ rác này, ngƣời ta đã xây dựng

thành công thức chung và mô hình hóa cụ thể. Đó là mô hình HE P 3.0 (The

Hydrologic Evaluation of Landfill Performance). Luận văn sẽ nghiên cứu ứng dụng

của mô hình HELP 3.0 cùng với dữ liệu về khí tƣợng và c u trúc của bãi chôn l p

Gò Cát cho ra kết quả dữ liệu lƣợng nƣớc rỉ rác từ khi bãi chôn l p đóng cửa đến

nay, sau đó so sánh với số liệu đo thực tế để nhận xét độ chính xác và tính khả dụng

của mô hình đối với điều kiện khí hậu của Việt Nam. Qua đó sử dụng mô hình tính

toán dự áo lƣợng nƣớc rỉ rác cho các năm sắp tới để từ đây đƣa ra đƣợc các biên

pháp xử lý nƣớc rỉ rác sau này cho Gò Cát và ứng dụng cho các bãi chôn l p khác

trên Thành phố Hồ Chí Minh.

Từ khóa: Mô hình HELP 3.0, Bãi chôn lấp Chất thải rắn, Nước rỉ rác

iii

ABSTRACT

At present, the growth rate of population and urbanization is accompanied by the

increasing waste of living. Waste solid treatment methods are fully utilized in which

solid waste disposal is the most commonly used method in Vietnam and the world

in general. In this method, the management of leachate waste arising in landfill is an

important and urgent need to be considered. The amount of leachate varies

depending on factors such as rainfall, temperature, humidity and the structure of the

landfill. It affects the soil environment, groundwater well but the surrounding

environment. Estimation of landfill leaks at the burial site can therefore provide

appropriate solutions to reduce leachate depletion, reducing its impact on the

surrounding environment. Currently, in the world to measure this amount of

leachate forecasting, it has been formulated into a general formula and modeling.

This is the HELP 3.0 model (The Hydrologic Evaluation of Landfill Performance).

The dissertation will study the application of the HELP 3.0 model together with the

meteorological and structural data of the Go Cat landfill to show the results of

leachate discharge data since the landfill was closed so far. Comparison with actual

measurements to judge the accuracy and usability of the model for Vietnam's

climatic conditions. Using that model of leachate forecasting for the coming years,

from here, we can come up with solutions to treat leaking water for Go Cat and

apply for other landfills in Ho Chi Minh City.

Key word: HELP 3.0 model, waste solid landfill, leachate

iv

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn “Nghiên cứu ứng dụng mô hình HE P 3.0 để tính

toán và dự áo lƣợng nƣớc rỉ rác phát sinh tại bãi chôn l p rác Gò Cát – Thành phố

Hồ Chí Minh” là do chính học viên thực hiện, thu thập tài liệu, khảo sát thực tế và

tổng hợp kết quả trong báo cáo, không sao chép các báo cáo hoặc luận văn của

ngƣời khác. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với nhà trƣờng.

Học viên

Đỗ Hoàng Giang

v

MỤC LỤC

MỤC LỤC................................................................................................................... v

DANH MỤC HÌNH ẢNH ......................................................................................... ix

DANH MỤC BẢNG BIỂU ..................................................................................... xiv

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.................................................................................... xv

MỞ ĐẦU..................................................................................................................... 1

1. Đặt v n đề.............................................................................................................1

2. Mục tiêu nghiên cứu.............................................................................................3

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu........................................................................3

4. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu ..........................................................4

5. Ý nghĩ thực tiễn của đề tài. ..................................................................................5

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU...................................................................... 7

1. 1 Tổng quan về nƣớc thải phát sinh tại bãi chôn l p ch t thải rắn..........................7

1.1.1 Sự hình thành nƣớc thải tại bãi chôn l p ch t thải rắn......................................7

1.1.2 Yếu tố ảnh hƣởng đến ch t lƣợng, tính ch t bãi chôn l p Ch t thải rắn...........8

1.2 Mô hình tính toán lƣợng nƣớc thải phát sinh tại BCL ch t thải rắn - Mô hình

HELP .....................................................................................................................13

1.3 Ứng dụng mô hình HELP trên thế giới..............................................................14

1.3.1 Ứng dụng mô hình HELP tại Đức ..................................................................14

1.3.2 Ứng dụng mô hình HELP tại dại Gaza ...........................................................16

1.4 Tổng quan về khu xử lý ch t thải rắn Gò Cát – Thành phố Hồ Chí Minh.........18

vi

1.4.1 Vị trí địa lý ......................................................................................................19

1.4.2 Điều kiện tự nhiên...........................................................................................20

1.4.3 Hiện trạng môi trƣờng tại BCL Gò Cát ..........................................................22

CHƢƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................ 27

2.1 Nội dung nghiên cứu...........................................................................................27

2.2 Cơ sở lý thuyết sử dụng mô hình HELP 3.0 ......................................................27

2.3 Cài đặt mô hình HELP 3.0 ..................................................................................28

2.4 Cách nhập và xu t dữ liệu của mô hình HELP 3.0 .............................................29

2.4.1 Thanh công cụ chính ........................................................................................29

2.4.2 Dữ liệu đầu vào ................................................................................................30

2.4.3 Chạy phần mềm................................................................................................34

2.4.4 Xu t kết quả .....................................................................................................34

2.5 Phƣơng pháp nghiên cứu....................................................................................35

2.5.1 Phƣơng pháp thu thập tài liệu .........................................................................35

2.5.2 Phƣơng pháp chuyên gia & Phƣơng pháp thực nghiệm .................................36

2.5.3 Phƣơng pháp so sánh ......................................................................................36

2.5.4 Phƣơng pháp phân tích tổng hợp ....................................................................36

CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................. 37

3.1 Kết quả thu thập số liệu đầu vào theo yêu cầu của mô hình..............................37

3.1.1 Bộ số liệu khi hậu ...........................................................................................37

3.1.2 Bộ số liệu c u trúc bãi chôn l p Gò Cát .........................................................37

vii

3.2 Kết quả chạy mô phỏng mô hình HE P 3.0 cho các năm từ 2007 đến năm

2017. .....................................................................................................................43

3.2.1 Kết quả tính toán cho năm 2007 từ mô hình HELP 3.0..................................43

3.2.2 Kết quả tính toán cho năm 2008 từ mô hình HELP 3.0..................................47

3.2.3 Kết quả tính toán cho năm 2009 từ mô hình HELP 3.0..................................51

3.2.4 Kết quả tính toán cho năm 2010 từ mô hình HELP 3.0..................................54

3.2.5 Kết quả tính toán cho năm 2011 từ mô hình HELP 3.0..................................57

3.2.6 Kết quả tính toán cho năm 2012 từ mô hình HELP 3.0..................................60

3.2.7 Kết quả tính toán cho năm 2013 từ mô hình HELP 3.0..................................63

3.2.8 Kết quả tính toán cho năm 2014 từ mô hình HELP 3.0..................................66

3.2.9 Kết quả tính toán cho năm 2015 từ mô hình HELP 3.0..................................69

3.2.10Kết quả tính toán cho năm 2016 từ mô hình HELP 3.0..................................72

3.2.11Kết quả tính toán cho năm 2017 từ mô hình HELP 3.0..................................75

3.2.12Tổng hợp kết quả tính toán từ mô hình HELP 3.0..........................................78

3.3 Chạy mô hình với kịch bản mới..........................................................................86

3.3.1 Đề xu t thay đổi dữ liệu đầu vào phù hợp với thực tế BCL Gò Cát................86

3.3.2 Kết quả chạy mô hình với kịch bản mới ..........................................................87

3.3.3 Dự áo lƣợng nƣớc rỉ rác từ năm 2018 đến năm 2025 ....................................89

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 91

1. Kết luận ..............................................................................................................91

2. Kiến nghị............................................................................................................93

viii

TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 95

PHỤ LỤC.................................................................................................................. 97

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN

ix

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Nƣớc chảy tràn phát sinh hàng năm, lƣợng mƣa và mức độ th m tại BCL

Deir Al Balah tính từ mô hình HELP.......................................................17

Hình 1.2 Sơ đồ vị trí Bãi chô l p rác Gò Cát [10] ....................................................19

Hình 2.1 Cân bằng nƣớc trong bãi chôn l p rác thải [13] ....................................28

Hình 2.2 Thanh công cụ của mô hình HELP 3.0 ......................................................30

Hình 2.3 C u tạo lớp đ t theo mô hình HELP ..........................................................31

Hình 2.4 Trang nhập liệu “Precipitation” & “Temperature” ....................................32

Hình 2.5 Trang nhập liệu “Solar Radiation” & “Evapotranspiration”......................33

Hình 2.6 Trang nhập liệu “Soil & Design”...............................................................33

Hình 2.7 Tổng hợp dữ liệu để chạy mô hình HELP 3.0 ...........................................34

Hình 3.1 C u tạo lớp lót đáy của BCL......................................................................39

Hình 3.2 Mặt cắt lớp ch t thải rắn đƣợc chôn l p mỗi ngày.....................................39

Hình 3.3 Mặt cắt lớp che phủ đỉnh khi hoàn t t chôn l p .........................................40

Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ và lƣợng mƣa theo tháng tại BCL Gò Cát năm

2007 ..........................................................................................................43

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn lƣợng nƣớc chảy tràn theo tháng tại BCL Gò Cát năm

2007 ..........................................................................................................43

Hình 3.6 Đồ thị lƣợng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng toàn khu vực BCL Gò Cát

năm 2007 ..................................................................................................45

x

Hình 3.7 Tổng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng toàn khu vực BC Gò Cát năm

2007 ..........................................................................................................46

Hình 3.8 Đồ thị biễu diễn lƣợng mƣa và nhiệt độ theo tháng tại BC Gò Cát năm

2008 ..........................................................................................................47

Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn nƣớc chảy tràn theo tháng tại BC Gò Cát năm 2008....48

Hình 3.10 Nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm 2008 ..............49

Hình 3.11 Tổng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm 2008......50

Hình 3.12 Đồ thị biễu diễn lƣợng mƣa và nhiệt độ theo tháng tại BC Gò Cát năm

2009 ..........................................................................................................51

Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn nƣớc chảy tràn theo tháng tại BC Gò Cát năm 2009..51

Hình 3.14 Đồ thị Nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm 2009 ...52

Hình 3.15 Đồ thị tổng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm 2009

..................................................................................................................53

Hình 3.16 Đồ thị biễu diễn lƣợng mƣa và nhiệt độ theo tháng tại BC Gò Cát năm

2010 ..........................................................................................................54

Hình 3.17 Đồ thị biểu diễn nƣớc chảy tràn theo tháng tại BC Gò Cát năm 2010..54

Hình 3.18 Đồ thị Nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm 2010 ...55

Hình 3.19 Đồ thị tổng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm 2010

..................................................................................................................56

Hình 3.20 Đồ thị biễu diễn lƣợng mƣa và nhiệt độ theo tháng tại BC Gò Cát năm

2011 ..........................................................................................................57

Hình 3.21 Đồ thị biểu diễn nƣớc chảy tràn theo tháng tại BC Gò Cát năm 2011..57

Hình 3.22 Nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm 2011 ..............58

xi

Hình 3.23 Tổng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm 2011......59

Hình 3.24 Đồ thị biễu diễn lƣợng mƣa và nhiệt độ theo tháng tại BC Gò Cát năm

2012 ..........................................................................................................60

Hình 3.25 Đồ thị biểu diễn nƣớc chảy tràn theo tháng tại BC Gò Cát năm 2012..60

Hình 3.26 Đồ thị lƣợng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm

2012 ..........................................................................................................61

Hình 3.27 Đồ thị tổng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm 2012

..................................................................................................................62

Hình 3.28 Đồ thị biễu diễn lƣợng mƣa và nhiệt độ theo tháng tại BC Gò Cát năm

2013 ..........................................................................................................63

Hình 3.29 Đồ thị biểu diễn nƣớc chảy tràn theo tháng tại BC Gò Cát năm 2013..63

Hình 3.30 Nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm 2013 ..............64

Hình 3.31 Tổng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm 2013......65

Hình 3.32 Đồ thị biễu diễn lƣợng mƣa và nhiệt độ theo tháng tại BC Gò Cát năm

2014 ..........................................................................................................66

Hình 3.33 Đồ thị biểu diễn nƣớc chảy tràn theo tháng tại BCL Gò Cát năm 2014..66

Hình 3.34 Đồ thị lƣợng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm

2014 ..........................................................................................................67

Hình 3.35 Tổng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm 2014......68

Hình 3.36 Đồ thị biễu diễn lƣợng mƣa và nhiệt độ theo tháng tại BC Gò Cát năm

2015 ..........................................................................................................69

Hình 3.37 Đồ thị biểu diễn nƣớc chảy tràn theo tháng tại BC Gò Cát năm 2015..69

xii

Hình 3.38 Đồ thị lƣợng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm

2015 ..........................................................................................................70

Hình 3.39 Tổng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm 2015......71

Hình 3.40 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ và lƣợng mƣa theo tháng tại BC Gò Cát năm

2016 ..........................................................................................................72

Hình 3.41 Đồ thị biểu diễn nƣớc chảy tràn theo tháng tại BC Gò Cát năm 2016..72

Hình 3.42 Đồ thị lƣợng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm

2016 ..........................................................................................................73

Hình 3.43 Tổng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm 2016......74

Hình 3.44 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ và lƣợng mƣa theo tháng tại BCL Gò Cát năm

2017 ..........................................................................................................75

Hình 3.45 Đồ thị biểu diễn nƣớc chảy tràn theo tháng tại BC Gò Cát năm 2017..75

Hình 3.46 Đồ thị lƣợng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm

2017 ..........................................................................................................77

Hình 3.47 Tổng nƣớc rỉ rác sinh ra theo từng tháng tại BC Gò Cát năm 2017......77

Hình 3.48 Đồ thị tổng hợp nhiệt độ trung ình năm và tổng lƣợng mƣa trung ình

năm tại BCL Gò Cát từ năm 2007 đến năm 2017....................................78

Hình 3.49 Đồ thị tổng lƣợng nƣớc chảy tràn trung ình hàng năm từ 2007 đến 2017

tại BCL Gò Cát.........................................................................................81

Hình 3.50 Đồ thị tổng lƣợng nƣớc rỉ rác hàng năng từ 2003 đến 2017 tại BCL Gò

Cát.............................................................................................................83

Hình 3.51 Đồ thị lƣợng nƣớc rỉ rác trung ình ngày.đêm hàng năng từ 2003 đến

2017 tại BCL Gò Cát................................................................................83