Riparian Zones: Nitrate Removal by Denitrification at River Basin Scale. PhD by Hoang Linh

Luận án tiến sĩ đánh giá vai trò vùng ven sông trong loại bỏ nitrat bằng khử nitơ ở quy mô lưu vực. Góp phần quản lý chất lượng nước hiệu quả.

Trường ĐH

Delft University of Technology & UNESCO-IHE Institute for Water Education

Chuyên ngành

Environmental Engineering

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án

Năm xuất bản

Số trang

188

Thời gian đọc

29 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

50 Point

Tóm tắt nội dung

I.Vùng ven sông Khử nitrat tự nhiên bảo vệ môi trường

Vùng ven sông đóng vai trò thiết yếu trong việc duy trì sức khỏe hệ sinh thái thủy sinh và chất lượng nước. Những khu vực chuyển tiếp này, nằm giữa đất liền và hệ thống sông, hoạt động như một bộ đệm quan trọng. Chức năng chính bao gồm lọc nước, ổn định bờ sông và cung cấp môi trường sống đa dạng. Đặc biệt, khả năng khử nitrat tự nhiên của vùng ven sông là một dịch vụ hệ sinh thái vô giá. Nitrat dư thừa từ hoạt động nông nghiệp và đô thị là nguyên nhân chính gây ô nhiễm nguồn nước. Vùng ven sông giúp giảm tải lượng nitrat này trước khi chúng xâm nhập vào sông hồ. Việc bảo vệ và phục hồi các vùng ven sông là chiến lược cốt lõi để cải thiện chất lượng nước và duy trì sự cân bằng của các lưu vực sông. Sự hiện diện của thảm thực vật dày đặc và điều kiện đất cụ thể tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình sinh học loại bỏ chất ô nhiễm. Việc này giúp cải thiện đáng kể môi trường sống dưới nước và trên cạn.

1.1. Chức năng vùng ven sông trong hệ thủy văn

Vùng ven sông kiểm soát dòng chảy. Chúng giảm tốc độ nước mặt. Điều này giúp ngăn chặn xói mòn đất. Lượng trầm tích đi vào sông cũng giảm. Vùng ven sông còn làm tăng khả năng thấm nước vào lòng đất. Điều này bổ sung nguồn nước ngầm. Chúng duy trì độ ẩm đất ổn định. Cây cối ven sông hút nước, điều hòa nhiệt độ môi trường. Hệ thống rễ cây tạo ra mạng lưới vững chắc. Mạng lưới này giữ đất, bảo vệ bờ sông khỏi sạt lở. Vùng ven sông điều hòa chu trình nước trong lưu vực. Sự hiện diện của chúng là yếu tố quan trọng cho sức khỏe của sông ngòi.

1.2. Vùng ven sông như bộ lọc nitơ tự nhiên

Vùng ven sông hoạt động như một bộ lọc hiệu quả. Chúng ngăn chặn nitơ dư thừa. Nước chảy qua vùng ven sông trước khi vào sông. Trong quá trình này, các chất ô nhiễm bị giữ lại. Đất và thảm thực vật hấp thụ nitơ. Đặc biệt, quá trình khử nitrat diễn ra mạnh mẽ. Đây là nơi nitrat chuyển hóa thành khí nitơ. Khí nitơ an toàn và thoát vào khí quyển. Điều này làm giảm đáng kể lượng nitrat trong nước. Vùng ven sông khỏe mạnh giúp giảm thiểu phú dưỡng. Phú dưỡng là vấn đề nghiêm trọng cho các thủy vực. Bộ lọc tự nhiên này giảm áp lực lên các hệ thống xử lý nước.

1.3. Lợi ích sinh thái từ vùng ven sông khỏe mạnh

Vùng ven sông mang lại nhiều lợi ích sinh thái. Chúng tạo ra môi trường sống đa dạng. Nhiều loài động vật hoang dã phụ thuộc vào vùng ven sông. Chim, côn trùng và động vật có vú tìm nơi trú ẩn tại đây. Thảm thực vật cung cấp bóng mát cho sông. Điều này giúp duy trì nhiệt độ nước ổn định. Nhiệt độ nước ổn định có lợi cho cá và sinh vật thủy sinh khác. Vùng ven sông còn cải thiện chất lượng không khí. Chúng hấp thụ carbon dioxide. Vùng ven sông tăng cường vẻ đẹp cảnh quan. Chúng là yếu tố quan trọng cho sức khỏe toàn diện của hệ sinh thái và con người.

II.Cơ chế khử nitrat trong vùng ven sông Quá trình sinh học

Quá trình khử nitrat trong vùng ven sông là một cơ chế sinh học phức tạp. Nó đóng vai trò cốt yếu trong việc loại bỏ nitrat khỏi hệ sinh thái nước. Nitrat, một dạng nitơ hòa tan, là chất gây ô nhiễm phổ biến. Nguồn gốc chính từ phân bón nông nghiệp và nước thải. Quá trình này được thực hiện bởi các nhóm vi sinh vật cụ thể. Chúng sống trong đất và trầm tích của vùng ven sông. Để quá trình khử nitrat diễn ra hiệu quả, cần có các điều kiện môi trường nhất định. Các điều kiện này bao gồm sự thiếu oxy và nguồn carbon hữu cơ dồi dào. Sự hiểu biết sâu sắc về cơ chế này giúp tối ưu hóa khả năng lọc nước của vùng ven sông. Điều này hỗ trợ các nỗ lực quản lý môi trường. Nghiên cứu khoa học tiếp tục khám phá các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình này.

2.1. Quá trình khử nitrat Chuyển hóa nitrat thành khí nitơ

Khử nitrat là một phần của chu trình nitơ. Quá trình này là chuyển đổi nitrat (NO3-) thành khí nitơ (N2). Khí N2 không độc hại và thoát vào khí quyển. Vi khuẩn kỵ khí thực hiện quá trình này. Chúng sử dụng nitrat thay vì oxy làm chất nhận điện tử. Điều này xảy ra trong điều kiện thiếu oxy. Đất bão hòa nước trong vùng ven sông cung cấp môi trường lý tưởng. Các enzyme vi khuẩn xúc tác cho các bước chuyển hóa. Kết quả cuối cùng là giảm nồng độ nitrat trong nước. Quá trình này giúp làm sạch nước tự nhiên.

2.2. Điều kiện môi trường thuận lợi cho khử nitrat

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả khử nitrat. Thiếu oxy là điều kiện tiên quyết. Đất bị ngập nước tạo ra môi trường kỵ khí. Vùng ven sông thường có mức độ bão hòa nước cao. Nguồn carbon hữu cơ phong phú cũng rất quan trọng. Carbon hữu cơ cung cấp năng lượng cho vi khuẩn. Thảm thực vật chết và chất hữu cơ trong đất là nguồn carbon. Nhiệt độ và pH đất cũng ảnh hưởng đến hoạt động của vi khuẩn. Nhiệt độ ấm áp và pH trung tính thường tối ưu. Các điều kiện này cần được duy trì để tối đa hóa hiệu quả.

2.3. Vai trò của vi sinh vật đất trong khử nitrat

Vi sinh vật đất là tác nhân chính. Chúng thực hiện quá trình khử nitrat. Các loài vi khuẩn như Pseudomonas, Bacillus, và Paracoccus rất phổ biến. Mỗi loài có khả năng chuyển hóa nitrat khác nhau. Cộng đồng vi khuẩn đa dạng tăng cường hiệu quả. Chúng tạo ra các enzyme cần thiết. Enzyme này giúp chuyển đổi nitrat thành nitrit, sau đó thành oxit nitơ và cuối cùng là khí nitơ. Sức khỏe của hệ vi sinh vật đất trực tiếp ảnh hưởng đến khả năng khử nitrat của vùng ven sông. Việc bảo vệ đa dạng vi sinh vật là yếu tố then chốt.

III.Tác động của vùng ven sông đến chất lượng nước lưu vực

Vùng ven sông có ảnh hưởng sâu rộng đến chất lượng nước trong toàn bộ lưu vực. Khả năng lọc và xử lý chất ô nhiễm của chúng là một dịch vụ hệ sinh thái không thể thiếu. Sự hiện diện của các vùng ven sông khỏe mạnh giúp bảo vệ nguồn nước khỏi các tác động tiêu cực của hoạt động con người. Đặc biệt, chúng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu lượng nitrat đi vào sông, hồ, và các nguồn nước ngầm. Điều này có ý nghĩa lớn đối với sức khỏe con người và đa dạng sinh học thủy sinh. Việc duy trì và tăng cường chức năng của vùng ven sông là một chiến lược hiệu quả để quản lý tài nguyên nước. Nó đảm bảo nguồn nước sạch cho các thế hệ tương lai. Lợi ích này lan tỏa khắp hệ thống thủy văn.

3.1. Giảm thiểu ô nhiễm nitrat đầu nguồn

Ô nhiễm nitrat thường bắt nguồn từ các khu vực nông nghiệp. Phân bón dư thừa rửa trôi vào sông suối. Vùng ven sông hoạt động như một vùng đệm. Chúng chặn dòng chảy mặt chứa nitrat. Đất và thực vật hấp thụ hoặc chuyển hóa nitrat. Điều này làm giảm đáng kể nồng độ nitrat. Nước chảy vào các thủy vực chính sạch hơn. Tác động tích lũy này bảo vệ toàn bộ lưu vực. Việc giảm ô nhiễm tại đầu nguồn ngăn ngừa các vấn đề nghiêm trọng hơn ở hạ lưu.

3.2. Cải thiện sức khỏe hệ sinh thái sông

Nồng độ nitrat cao gây hại cho hệ sinh thái sông. Chúng dẫn đến phú dưỡng và nở hoa tảo. Điều này làm giảm oxy hòa tan trong nước. Cá và các sinh vật thủy sinh khác bị ảnh hưởng tiêu cực. Vùng ven sông giúp kiểm soát nitrat. Nước sạch hơn thúc đẩy đa dạng sinh học. Hệ sinh thái sông trở nên khỏe mạnh hơn. Các loài bản địa có thể phát triển mạnh. Việc duy trì cân bằng sinh thái là rất quan trọng cho môi trường tự nhiên.

3.3. Bảo vệ nguồn nước uống cộng đồng

Nước ngầm và nước mặt thường là nguồn nước uống. Nitrat cao trong nước uống gây rủi ro sức khỏe. Đặc biệt là hội chứng methemoglobinemia ở trẻ sơ sinh. Vùng ven sông giúp giảm nitrat. Điều này bảo vệ các nguồn nước cấp cho cộng đồng. Chất lượng nước uống được cải thiện. Các chi phí xử lý nước cũng có thể giảm. Đây là một lợi ích kinh tế và xã hội quan trọng. Việc đảm bảo nước sạch là ưu tiên hàng đầu của bất kỳ xã hội nào.

IV.Chiến lược tối ưu hóa vùng ven sông để loại bỏ nitrat

Tối ưu hóa chức năng của vùng ven sông là một phương pháp hiệu quả để nâng cao khả năng loại bỏ nitrat. Việc này không chỉ bao gồm bảo vệ các vùng hiện có mà còn phục hồi và thiết kế các vùng ven sông mới. Các chiến lược cần tập trung vào việc tạo ra các điều kiện lý tưởng cho quá trình khử nitrat. Điều này đòi hỏi sự hiểu biết về tương tác giữa đất, nước và thảm thực vật. Các biện pháp quản lý tổng hợp từ quy hoạch cấp lưu vực đến triển khai tại địa điểm cụ thể là cần thiết. Mục tiêu là biến vùng ven sông thành một phần không thể thiếu của cơ sở hạ tầng xanh. Cơ sở hạ tầng này hỗ trợ quản lý chất lượng nước bền vững. Việc đầu tư vào các chiến lược này mang lại lợi ích lâu dài cho môi trường.

4.1. Phục hồi và mở rộng vùng ven sông tự nhiên

Phục hồi vùng ven sông bao gồm trồng lại cây bản địa. Cần loại bỏ các loài ngoại lai xâm lấn. Mở rộng chiều rộng của vùng ven sông cũng quan trọng. Chiều rộng lớn hơn cung cấp diện tích lọc lớn hơn. Điều này tăng cường khả năng giữ lại và xử lý nitrat. Việc tái tạo cấu trúc tự nhiên của vùng ven sông giúp phục hồi chức năng sinh thái. Các dự án phục hồi cần sự tham gia của cộng đồng. Chúng đòi hỏi sự phối hợp giữa các bên liên quan. Mục tiêu là xây dựng lại các hệ thống tự nhiên mạnh mẽ.

4.2. Quản lý thảm thực vật và độ ẩm đất

Lựa chọn loài thực vật phù hợp là yếu tố then chốt. Cây cối có hệ rễ sâu giúp ổn định đất. Chúng cung cấp nguồn carbon hữu cơ cho vi khuẩn. Quản lý thảm thực vật bao gồm cắt tỉa và kiểm soát cỏ dại. Điều này đảm bảo cây cối khỏe mạnh. Duy trì độ ẩm đất tối ưu là cần thiết. Đất ngập nước cục bộ thúc đẩy môi trường kỵ khí. Môi trường này là điều kiện cho quá trình khử nitrat. Hệ thống thoát nước có thể được thiết kế để duy trì độ ẩm. Sự cân bằng này tối ưu hóa hiệu quả loại bỏ nitrat.

4.3. Tích hợp vùng ven sông vào quy hoạch sử dụng đất

Vùng ven sông cần được coi là tài sản quan trọng. Chúng phải được tích hợp vào quy hoạch sử dụng đất. Các chính sách bảo vệ và phát triển vùng ven sông cần được ban hành. Điều này bao gồm việc tạo ra các vùng đệm bắt buộc. Các quy định về xây dựng gần sông cũng quan trọng. Khuyến khích nông dân áp dụng các biện pháp thân thiện với vùng ven sông. Điều này thúc đẩy sự hợp tác giữa các ngành. Quy hoạch tổng thể giúp tối đa hóa lợi ích môi trường. Nó là một phần của chiến lược quản lý lưu vực bền vững.

V.Nghiên cứu định lượng Hiệu quả khử nitrat quy mô lưu vực

Nghiên cứu định lượng về hiệu quả khử nitrat của vùng ven sông ở quy mô lưu vực là rất quan trọng. Nó cung cấp bằng chứng khoa học cần thiết cho việc ra quyết định. Các nghiên cứu này giúp đánh giá mức độ đóng góp thực tế của vùng ven sông trong việc giảm tải lượng nitrat. Việc sử dụng các mô hình thủy văn và chất lượng nước tiên tiến là chìa khóa. Các mô hình này tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau. Chúng mô phỏng các quá trình sinh hóa diễn ra trong vùng ven sông và toàn bộ lưu vực. Kết quả nghiên cứu định lượng hỗ trợ phát triển các chính sách quản lý đất và nước hiệu quả hơn. Chúng giúp xác định các khu vực ưu tiên cho công tác phục hồi và bảo tồn. Dữ liệu này là nền tảng cho hành động bảo vệ môi trường.

5.1. Phương pháp đánh giá hiệu quả khử nitrat

Đánh giá hiệu quả đòi hỏi các phương pháp khoa học. Các kỹ thuật bao gồm lấy mẫu nước và đất định kỳ. Phân tích nồng độ nitrat và các dạng nitơ khác. Sử dụng các đồng vị ổn định để theo dõi chu trình nitơ. Các mô hình máy tính như SWAT (Soil and Water Assessment Tool) rất hữu ích. Chúng mô phỏng dòng chảy nước và vận chuyển chất dinh dưỡng. Dữ liệu từ thực địa được dùng để hiệu chỉnh mô hình. Điều này đảm bảo độ chính xác của dự đoán. Việc kết hợp nhiều phương pháp giúp có cái nhìn toàn diện.

5.2. Tầm quan trọng của dữ liệu quy mô lớn

Dữ liệu chi tiết, quy mô lớn là cần thiết. Dữ liệu này bao gồm thông tin về sử dụng đất, loại đất, khí hậu và địa hình. Dữ liệu chất lượng nước từ nhiều điểm trong lưu vực. Các dữ liệu về thảm thực vật và thủy văn. Thu thập dữ liệu liên tục và đáng tin cậy. Điều này cho phép phân tích xu hướng dài hạn. Nó giúp hiểu rõ hơn về các quá trình phức tạp. Dữ liệu lớn hỗ trợ xây dựng mô hình mạnh mẽ hơn. Việc đầu tư vào thu thập dữ liệu là thiết yếu cho nghiên cứu.

5.3. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào chính sách

Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở cho chính sách. Chúng giúp các nhà hoạch định chính sách đưa ra quyết định sáng suốt. Chính sách có thể bao gồm các quy định về vùng đệm ven sông. Các chương trình khuyến khích nông nghiệp bền vững. Đầu tư vào các dự án phục hồi sinh thái. Các phát hiện giúp định lượng lợi ích kinh tế của vùng ven sông. Điều này thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi các giải pháp dựa vào tự nhiên. Mục tiêu là đạt được quản lý tài nguyên nước hiệu quả và bền vững. Việc chuyển đổi kiến thức khoa học thành hành động là tối quan trọng.

Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án tiến sĩ the effect on riparian zones on nitrate removal by denitrification at the river basin scale

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (188 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

THE EFFECT OF RIPARIAN ZONES ON NITRATE REMOVAL BY DENITRIFICATION AT THE RIVER BASIN SCALE hoang nguyen khanh linh THE EFFECT OF RIPARIAN ZONES ON NITRATE REMOVAL BY DENITRIFICATION AT THE RIVER BASIN SCALE by HOANG NGUYEN KHANH LINH THE EFFECT OF RIPARIAN ZONES ON NITRATE REMOVAL BY DENITRIFICATION AT THE RIVER BASIN SCALE DISSERTATION Submitted in fulfillment of the requirements of the Board for Doctorates of Delft University of Technology and of the Academic Board of the UNESCO-IHE Institute for Water Education for the Degree of DOCTOR to be defended in public on Wednesday, 4 December, 2013 at 10:00 hours in Delft, The Netherlands by HOANG Nguyen Khanh Linh born in Ho Chi Minh city, Vietnam Master of Science in Hydroinformatics (with distinction) UNESCO-IHE, Delft, The Netherlands This dissertation has been approved by the supervisors: Prof. van Griensven Members of the Awarding Committee: Chairman Rector Magnificus, Delft University of Technology Vice-chairman Rector, UNESCO-IHE Prof. Mynett UNESCO-IHE/Delft University of Technology, supervisor Prof. van Griensven UNESCO-IHE/VU Brussel, supervisor Prof.

Savenije Delft University of Technology Prof. McClain UNESCO-IHE/Delft University of Technology Prof. Rousseau Ghent University, Belgium Prof. Fohrer University of Kiel, Germany Prof.

van de Giesen Delft University of Technology, reserve member CRC Press/Balkema is an imprint of the Taylor & Francis Group, an informa business ©2013, Linh Hoang All rights reserved. No part of this publication or the information contained herein may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical, by photocopying, recording or otherwise, without written prior permission from the publishers. Although all care is taken to ensure the integrity and quality of this publication and the information herein, no responsibility is assumed by the publishers or the author for any damage to property or persons as a result of the operation or use of this publication and/or the information contained herein. Published by: CRC Press/Balkema PO Box 11320, 2301 EH Leiden, The Netherlands e-mail: Pub.com ISBN: 978-1-138-02405-2 To my dear family ACKNOWLEDGEMENT Delft has been my second home for the past 6 years while I worked towards my MSc and PhD degrees.

Undoubtedly, this is the most important and meaningful chapter of my life when I learned the most, enjoyed the most, fell down sometimes but then grew up more and more. This is the chapter that I will treasure and remember for my whole life. Before closing this chapter, I would like to express my sincere gratitude to all the people, related or not related to my PhD work, who gave me help and support to finish my research. First of all, I would like to convey my sincere gratitude to my promoter, Prof.

Arthur Mynett, who played the most important role to make this PhD finalisation come true. Thank you very much not only for your continuous support but also for your push at the final stages. Although I felt really stressed and exhausted sometimes by the pressure, I know I could not have finished my PhD without it. I thank you for always believing in me and encouraging me by saying ‘Linh, you can do it’, and then I also told myself ‘Yes, I will try as much as I can’.

I am really grateful to you for giving me the chance to attend the IAHR World Congress 2013 in Chengdu, China with you and present our paper. And finally, thank you for all the discussions with you that helped me to find some light in the darkness of this PhD road and feel more confident. Secondly, I would like to express my gratitude to my co-promoter, Prof. Ann van Griensven, who was my supervisor in both Master and PhD theses.

I am truly grateful to you for giving me a chance to continue my PhD following the AQUAREHAB project. Thank you for your guidance, suggestions and help throughout my PhD, especially on SWAT as the main tool for my PhD. I would like to send my deep appreciation to Prof. Jens Christian Refgaards who always gave me very useful suggestions and ideas for my PhD research.

It was my great pleasure to work with you and have very long discussions with you every time I came to Copenhagen. Although it is really a pity that you cannot be present in my defence, I would like to send my great gratitude for your warm welcome, your kind help and your precious time spent with me. I also give my sincere gratitude to Mr. Bertel Nilsson for his great help during my time in GEUS and in Copenhagen.

Thanks for finding a very good accommodation for me, arranging me an office, arranging the key, coming to say hello every morning and helping me with all the data and connections. Your gentle care made me feel warm and welcomed in GEUS and I really enjoyed that time a lot. I also thank Dr. Lars Troldborg for providing me data, Ms.

Heidi Barlebo for your warm welcome to the Hydrology group and my friends in Copenhagen: Xin, Xiulan, Kinza for spending enjoyable time with me during lunch and after working hours. vii Acknowledgement I want to send my special thanks to my landlords Inger and Hans Ole Hansen for providing me such a wonderful accommodation that made me feel like home in Copenhagen. Inger, I cannot express enough my thanks to you for always caring about me in everything I did and your comfort in one of the most terrible moments of my life. I really appreciate your kindness to let me stay in your lovely house the second time when I really needed a private place to work.

My genuine thanks are sent to Sha, my best friend during my PhD. It is such a pleasure to have you beside me in the last 3 years. Thanks for spending enjoyable time with me, considering me as ‘automatically invited guest’ for all your special dinners, helping me every time I need, and being available for me to disturb whenever I have problems. Without you, my PhD life would have been very boring.

I would like to thank my closest colleague Girma, who went along with me for the whole 4- year PhD period. Being in the same project and having the same supervisors brought us close to each other although we are from different countries. Thanks for sharing with me all the difficulties and hard times in this PhD life and having a talk with me everyday. I will not forget the many weekends that we had to spend in TU library to finish our PhD drafts.

Thanks for accompanying me during this difficult and stressful time. My thanks also go to my international friends: Fiona, Yuli, Anuar, Isnaeni, Yos, Sony, Leo for creating such a friendly atmosphere for me to join your Indonesian-Malaysian community. Thanks to Off, Pim, Nat, and Alida to welcome me to your Thai group. Thanks to Dr Suryadi for your support in my life and my PhD, your gentle care during my time in Delft and the time when we were in Chengdu, and countless number of your dinner invitations.

I genuinely feel pleasure to have met and spent such lovely time with all of you. Thanks to my Vietnamese friends in Delft: be Tam, Truong, Khai, Trang, Minh, Vinh, Thang, anh Tu, anh Ngan for sharing good times with me during our gathering which made my life in Delft more lively. Thanks anh Tu and Thang for joining me for skating practice which helped to reduce my stress in the final time of my thesis writing. And thanks to all my friends in Vietnam: my cousin Dao Chi, Phong, Duy, Chau, co Le for all your support and sharing.

Then, I would like to send my deepest and greatest gratitude to the most important persons in my life. First, thanks to my Osin for always being beside me for such a long time and sharing with me everything happening in our lives. Although we live far from each other, I feel that you are always there whenever I need you. Thanks for being such an important part of my life that I would like to treasure it for my whole life.

Your support, encouragement and funny conversations never failed to make me laugh when I was in difficult times. Whatever happens, you are always the most special person in my life. Secondly, thanks to Thuy Phuong for being my best friend for 15 years. Sorry for being away from you for such a long time although you asked me to come back soon.

I cannot express how grateful I am to have you in my life. Although we are not in close contact, our viii Acknowledgements friendship has never changed. Thanks for always being available for me whenever I need you to lift me up. Finally, I would like to send my greatest gratitude to my family: my parents and my younger brother for their unconditional love and endless belief and support for me during my whole life.

I am really grateful to have such good family who wish me the best for my life, always welcome me to return anytime I want and support me in everything I want to do. Thanks to my younger brother to be beside my parents to take care and entertain my parents during my absence. This thesis is dedicated to my family as my most genuine gratefulness to their love and support. Delft, October 2013 Linh Hoang ix SUMMARY The riparian zone, the interface between terrestrial and aquatic ecosystems, plays an important role in nitrogen removal in spite of the minor proportion of the land area that it covers.

This is verified in a large number of studies related to the effect of wetlands/riparian zones on the discharge of nutrients. The nitrogen removal in riparian zones is mostly caused by denitrification, which is favoured by anaerobic condition created by high water level in riparian zones. Most of the studies related to the effect of riparian zones on nitrogen removal are limited to small scales and field work. Very limited research has been carried out in modelling their effects at large scales or river basin scales.

Nowadays, there are many river-basin-scale models available that are able to deal with predictions of pollutant loading from diffuse sources. Several wetland/riparian models are available for simulating hydrological and chemical processes in wetlands/riparian zones. However, there are limited studies on integrating wetland/riparian zone models in river basin modelling for evaluating the effect of wetlands/riparian zones at river basin scales. The SWAT model is a well-known and broadly used model to simulate hydrological and nutrient transport processes.

In terms of riparian zone modelling, there are very few studies in this field, although SWAT does have a sub-module to estimate flow and pollutant retention in buffer strips based on empirical equations which are derived from observations. The main objective of this thesis is to evaluate the effect of riparian zones on nitrate removal at the river basin scale using the SWAT model. This thesis focused on modifying the SWAT model by (i) adding the landscape routing concept across different landscape units and (ii) adding the Riparian Nitrogen Model (RNM) in SWAT to simulate the denitrification process in riparian zones. The first modification aims at taking into account the landscape position of a Hydrological Response Unit (HRU) and creating a relationship between HRUs in upland and in lowland landscape units which is considered important for flow and pollutant transport processes.

Based on the first modification, the second modification introduces a conceptual model called Riparian Nitrogen Model into SWAT for representing denitrification process in HRUs that belong to riparian zones. In this model, the denitrification rate is assumed to decline with depth and the denitrification process is activated below the groundwater table.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Riparian Zones: Nitrate Removal via Denitrification in River Basins" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận án tiến sĩ đánh giá vai trò vùng ven sông trong loại bỏ nitrat bằng khử nitơ ở quy mô lưu vực. Góp phần quản lý chất lượng nước hiệu quả.

Luận án "Riparian Zones: Nitrate Removal via Denitrification in River Basins" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Delft University of Technology & UNESCO-IHE Institute for Water Education. Năm bảo vệ: 2013.

Luận án "Riparian Zones: Nitrate Removal via Denitrification in River Basins" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Riparian Zones: Nitrate Removal via Denitrification in River Basins" thuộc chuyên ngành Environmental Engineering. Danh mục: Môi Trường & Tài Nguyên.

Luận án "Riparian Zones: Nitrate Removal via Denitrification in River Basins" có bao nhiêu trang?

Luận án "Riparian Zones: Nitrate Removal via Denitrification in River Basins" có 188 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Riparian Zones: Nitrate Removal via Denitrification in River Basins" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter