Đan mạch ecology laboratory

sử dụng mô hình eco lab đánh giá một số đặc trăng môi trường khu vực nuôi trồng thủy sản

1 đại học quốc gia hà nội trường đại học khoa học tự nhiên -------------------- Phạm Tiến Đạt sử dụng mô hình eco lab đánh giá một số đặc trưng môi trường khu vực nuôi trồng thủy sản luận văn thạc sỹ khoa học Hà Nội, 2009 2 đại học quốc gia hà nội trường đại học khoa học tự nhiên -------------------- Phạm Tiến Đạt sử dụng mô hình eco lab đánh giá một số đặc trưng môi trường khu vực nuôi trồng thủy sản Chuyên ngành : Hải Dương học Mã số: 60.44.97 luận văn thạc sỹ khoa học người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn minh huấn Hà Nội, 2009 3 Mục lục Lời cảm ơn Mở đầu 1 Chương 1: Tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vịnh Vân Phong - Bến Gỏi 4 1.1 Vị trí địa lý 4 1.2 Địa hình ven bờ và địa hình đáy 5 1.3 Đặc điểm khí tượng - thủy văn 7 1.4. Đặc điểm chế độ động lực biển vùng vịnh Vân Phong 12 1.5. Đặc điểm các yếu tố thủy hóa môi trường 13 1.6 Đặc điểm kinh tế -xã hội và hiện trạng nghề nuôi trồng thủy sản biển 18 Chương 2: Mô hình ECO Lab 25 2.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 25 2.2 Mô hình ECO Lab 29 2.3 Cơ sở toán học 31 Chương 3: Các kết quả tính toán chất lượng nước cho khu vực vịnh Vân Phong 42 3.1. Kết quả tính toán module thủy lực 42 3.2. Kết quả tính toán module chất lượng nước 51 Kết luận 74 Tài liệu tham khảo 75 Phụ lục 4 Lời cảm ơn Để hoàn thành khoá luận này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới TS. Nguyễn Minh Huấn - bộ môn Hải dương học - người đã định hướng, trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ em về nhiều mặt. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới TS. Nguyễn Kỳ Phùng - Viện khoa học Khí tượng thủy văn và Môi trường (phân viện phía Nam), TS. Nguyễn Văn Lục - Viện Hải dương học - đã giúp đỡ tôi tiếp cận với nguồn số liệu để tính toán, cùng với một số hình ảnh minh hoạ; cùng các thầy cô trong Bộ môn Hải Dương học - Khoa KTTVHDH đã có những chỉ dẫn và giải đáp quý báu để tôi có thể hoàn thành khoá luận. Trong quá trình thực hiện, luận văn chắc chắn không khỏi có nhiều thiếu sót, vì vậy tôi rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn đồng nghiệp để luận văn có thể hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2009 Học viên Phạm Tiến Đạt 5 mở đầu Kinh tế biển trong vòng vài thập kỷ trở lại đây đã và đang trở thành một mũi nhọn trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội của các quốc gia có ưu thế về biển. Đối với Việt Nam là một quốc gia ven biển, có nhiều tiềm năng và điều kiện thuận lợi trong việc phát triển đa dạng các ngành kinh tế biển thì việc tận dụng lợi thế đó nhằm đưa Việt Nam từng bước "trở thành một quốc gia mạnh về biển, giàu lên từ biển" ngày càng trở nên quan trọng. Trong các ngành kinh tế biển chủ chốt thì ngành nuôi trồng thủy sản ở nước ta trong những năm gần đây được đẩy mạnh phát triển nhờ có giá trị kinh tế cao, dựa trên điều kiện tự nhiên thuận lợi cùng truyền thống kinh nghiệm lâu đời của người dân, ngày càng đóng một vai trò quan trọng đối với sự phát triển kinh tế-xã hội của đất nước và bảo vệ an ninh ven biển. Sản phẩm của nuôi trồng thủy sản trước hết đảm bảo an toàn lương thực, đáp ứng nhu cầu thực phẩm cho nhân dân, tiếp đến là góp phần tăng giá trị xuất khẩu, đóng góp đáng kể vào nền kinh tế đất nước (chiếm 3% GDP). Năm 2004, tổng sản lượng thuỷ sản của cả nước đạt khoảng 1.150.000 tấn với giá trị xuất khẩu gần 2.400 triệu USD, trong đó nuôi trồng thuỷ sản đóng góp tới 40% sản lượng và 50% giá trị xuất khẩu. Kinh tế nuôi trồng thủy sản đang thu hút ngày càng nhiều lao động tham gia, qua đó góp phần tạo việc làm và thu nhập cho người dân. Hiện nay, nuôi trồng thủy sản ở nước ta không chỉ tập trung vào nuôi nước ngọt mà đã hướng đến nuôi ở môi trường nước lợ và nuôi biển, trong đó hình thức nuôi lồng bè với một số loài có giá trị kinh tế cao như: cá giò, cá song, tôm hùm, vẹm xanh, trai ngọc, ốc hương đang rất phổ biến và được phát triển dọc theo bờ biển đất nước ở bất cứ vũng vịnh ven bờ nào có điều kiện thuận lợi. Tuy nhiên, vấn đề quản lý môi trường ở những khu vực nuôi lồng trên biển đang trở nên cấp thiết bởi nguy cơ ô nhiễm chất lượng nước từ các bè nuôi là rất cao. Theo nhiều nghiên cứu thì biểu hiện rõ nhất về sự tác động đến môi trường đó là làm gia tăng nồng độ các chất dinh dưỡng trong nước tự nhiên (do lượng vật chất hữu cơ thải ra từ thức ăn và các sản phẩm bài tiết của đối tượng nuôi) gây ra sự biến đổi quần xã sinh vật phù du và vi khuẩn dẫn đến hiện tượng phú dưỡng ở các thủy vực tự nhiên ven biển, ảnh hưởng trực tiếp tới năng suất sinh học sơ cấp của thủy vực. Các 6 chất thải từ hoạt động nuôi, các hóa chất độc hại là những tác nhân chủ yếu làm giảm đa dạng sinh học, gây độc cho đối tượng nuôi Bên cạnh đó, sự lắng đọng trầm tích gây ảnh hưởng tới dòng chảy và chất lượng nước, quá trình tích tụ quá nhiều chất hữu cơ và chất thải tại đáy lồng bè sẽ dẫn đến tình trạng yếm khí, giải phóng nhiều chất độc như H 2 S và CH 4 vào trong môi trường nước. Với những nguy cơ ô nhiễm môi trường rõ ràng như vậy thì việc đánh giá chất lượng nước tại khu vực nuôi lồng bè phục vụ cho mục đích cảnh báo, quản lý và xa hơn là phát triển bền vững môi trường nuôi trên biển là hết sức cần thiết. Một trong những công cụ hữu hiệu được dùng phổ biến hiện nay đó là sử dụng các mô hình sinh thái tổng hợp để nghiên cứu và đánh giá môi trường khu vực nuôi. Với mục tiêu đó, học viên đã lựa chọn đề tài: "Sử dụng mô hình ECO Lab đánh giá một số đặc trưng môi trường biển khu vực nuôi trồng thủy sản" trong đó có dùng mô hình ECO Lab trong gói phần mềm MIKE của Viện Thủy lực Đan Mạch để đánh giá chất lượng nước khu vực nuôi thủy sản biển dựa trên một số phương án tính toán khác nhau. Khu vực được lựa chọn nghiên cứu ở đây là vịnh Vân Phong (Nha Trang - Khánh Hòa). Vnh Võn Phong hin nay l mt im núng kinh t bin ca tnh Khỏnh Hũa núi riờng v ca c nc núi chung. L mt trong 8 vnh ven b bin Vit Nam gm vnh H Long Cỏi Lõn (Qung Ninh); vnh Vng ng (H Tnh); vnh Chõn Mõy (Tha Thiờn Hu); vnh Nng ( Nng); vnh Dung Qut (Qung Ngói) v cỏc vnh Võn Phong, vnh Nha Trang, vnh Cam Ranh thuc tnh Khỏnh Hũa l nhng ni tp trung tim nng ti nguyờn b ch yu, trong ú cha ng s a dng v phong phỳ v tim nng phỏt trin cỏc ngnh kinh t bin, c bit l ngnh nuụi trng thy sn truyn thng. Vnh Võn Phong ó v ang thu hỳt c nhiu d ỏn u t phỏt trin kinh t ca c nh nc v t nhõn. S phỏt trin nhanh v mt kinh t ó kộo theo s thay i nhiu vn mụi trng, ngun li t nhiờn, phng thc s dng t v c s h tng ven vnh. S thay i ny lm phỏt sinh nhng yờu cu bc xỳc trong cụng tỏc qun lý nh nc v mụi trng, ti nguyờn v sn xut nhm m bo s phỏt trin hi hũa v bn vng v lõu di. Trong ú ngnh nuụi trng thy sn m c bit l nuụi trờn bin ang cú 7 những tác động nhất định về nhiều mặt (kinh tế - xã hội, tự nhiên môi trường trong vịnh) đối với quá trình quy hoạch sử dụng hợp lý không gian mặt nước trong vịnh. Cấu trúc của luận văn gồm 3 chương: - Chương I: Tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vịnh Vân Phong - Chương II: Mô hình ECO Lab – DHI MIKE - Chương III: Các kết quả tính toán chất lượng nước cho khu vực vịnh Vân Phong 8 chương 1 - tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vịnh vân phong 1.1. Vị trí địa lý [5], [7], [13] Vịnh Vân Phong là một vịnh biển nửa kín, nằm ở phía Bắc tỉnh Khánh Hòa, cách thành phố Nha Trang về phía bắc hơn 60km theo đường bộ. Vịnh Vân Phong có tọa độ địa lý trong khoảng từ 12 o 26 đến 12 o 48N và từ 109 o 10 đến 109 o 26E, nằm trong địa phận của huyện Vạn Ninh và một phần huyện Ninh Hòa. Hình 1.1: Bản đồ khu vực vịnh Vân Phong [13] Vân Phong là một vịnh lớn, sâu và kín gió. Vịnh có diện tích khoảng 510km 2 , trong đó phần ngập nước là 458.6 km 2 , còn lại là các đảo và bán đảo trong đó lớn nhất là đảo Hòn Lớn có diện tích 57.97km 2 . Ranh giới cửa vịnh kéo dài từ điểm cực Nam của bán đảo Hòn Gốm đến mũi Mương của Hòn Mỹ Giang. Bán đảo Hòn Gốm 9 là điểm cực Đông của nước ta trên đất liền, chính vì vậy vịnh Vân Phong là khu vực gần đường hàng hải quốc tế nhất so với các vịnh và cảng biển khác trong cả nước. Từ vịnh tới đường hàng hải nội địa là 20km và cách đường hàng hải quốc tế 130km. Vịnh Vân Phong thông với biển bằng 2 cửa: Cửa Bé xấp xỉ 2.8km (từ đầu ngoài bán đảo Hòn Gốm đến Mũi Cỏ của đảo Hòn Lớn), Cửa Lớn khoảng 10.2km (từ mũi Mương ở hòn Mỹ Giang đến Mũi Cỏ của đảo Hòn Lớn). Độ dài theo trục vịnh khoảng 35km, chiều rộng trung bình 10km. 1.2. Địa hình ven bờ và địa hình đáy [5], [13] Vùng ven bờ vịnh Vân Phong có một đặc điểm địa hình khá đặc biệt: hầu như toàn bộ dải bờ phía Bắc, phía Tây và phía Nam của vịnh bị che chắn bởi các dãy núi. Dãy núi phía Tây Bắc bờ vịnh chạy theo hướng Đông Bắc - Tây Nam, kéo dải 70km từ dãy núi Đa Bia (Phú Yên) ở phía Bắc cho tới phần Tây Bắc của Nha Trang. Phía Đông Nam có dãy núi kéo dài khoảng 20km từ nam Hòn Khói tới phần Đông Bắc của vịnh Bình Cang theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. Phía Đông Bắc có bán đảo Hòn Gốm và đảo Hòn Lớn che chắn vịnh, tạo cho vịnh có dạng nửa kín và thông với biển Đông về phía Đông. Về địa hình đáy, nhìn chung Vân Phong là một vịnh sâu so với các vịnh khác trong khu vực ven biển Việt Nam. Địa hình đáy biển vùng vịnh Vân Phong mang những nét đặc trưng của địa hình dạng vũng vịnh. Khu vực trung tâm vịnh tương đối bằng phẳng ít có sự biến đổi, càng về phía cửa vịnh độ dốc càng lớn. Bảng 1.1 : Phân bố diện tích theo đới độ sâu vùng vịnh Văn Phong [5] STT Độ Sâu (m) Diện tích (ha) 1 0-5 19.870,0 2 5-10 7.660,84 3 10-15 6.313,85 4 15-20 5.508,74 5 20-25 6.820,30 6 25-30 1.508,54 7 30-35 511,12 10 VÞnh V©n Phong ®­ỵc chia thµnh 3 vïng nhá, ®ã lµ: phÇn vÞnh phÝa ngoµi (®é s©u 20-30m), vòng BÕn Gái ë phÝa trong (®é s©u < 18m) vµ phÇn vơng Cỉ Cß - l¹ch Cưa BÐ (®é s©u < 25m) n»m gi÷a ®¶o Hßn Lín vµ b¸n ®¶o Hßn Gèm. §Þa h×nh ®¸y vơng BÕn Gái kh¸ b»ng ph¼ng, chØ nh÷ng n¬i cã san h« ph¸t triĨn th× ®¸y biĨn míi cã sù gå ghỊ, låi lâm do vËy c¸c ®­êng ®¼ng s©u ph©n bè theo mét kho¶ng c¸ch t­¬ng ®èi ®ång ®Ịu gÇn nh­ song song víi nhau vµ víi ®­êng bê. PhÇn vơng l¹ch Cỉ Cß – Cưa BÐ cã ®é s©u t¨ng tõ hai bê ra gi÷a dßng, tr¾c diƯn ngang h×nh ch÷ V cã ®é s©u lín nhÊt ®¹t tíi 25m. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 VT.I VT.II VT.III VT.IV VT.V VT.VI VT.VII (*250m) (*250m) Hòn Lớn Mỹ Giang Hòn Khói B . Đ . H o ø n G o â m Đại Lãnh VẠN GIà H. Bòp Vạn Hưng M. Ghềnh M. Đá Chuông L a ï c h C ư û a B e ù VỤNG BẾN GỎI VỊNH VĂN PHONG Xuân Thọ Ninh Hải 109-15'E 109-30'E 12-45'N 12-30'N : Đường đẳng sâu (m) : Vò trí trạm H×nh 1.2: §Ỉc ®iĨm ®Þa h×nh ®¸y vÞnh V©n Phong [13] Khu vùc vÞnh V©n Phong phÝa ngoµi t­¬ng ®èi b»ng ph¼ng, t¹o thµnh mét m¸ng lín, tho¶i víi ®é dèc kho¶ng 0 – 0.14% vµ nghiªng dÇn vỊ phÝa cưa vÞnh. C¸c [...]... Trai, D ốc, rong 2264 118 313.25 7512 437 1473.98 Tơm Hùm, Trai, Tồn vịnh ốc, rong Ngồi các đối tượng ni chủ yếu ở trên, hiện người dân đang ni một số loại cá biển sau: Cá Măng (Chanos chanos), Cá Dìa (Siganus), Cá Mú (Serranidae), cá Hồng (Lutjanidae), Chẽm,… Riêng cá Bớp đang được ni thử nghiệm với tổng diện tích mặt nước khoảng 5ha với sản lượng tương đối cao Trong các đối tượng ni biển tại Vân Phong... 2 lĩnh vực: Ni trồng thuỷ sản ở vùng đất triều ven vịnh (gọi tắt là ni ven bờ) và ở vùng mặt nước trong vịnh (gọi tắt là ni biển) Trong đó ni biển là hoạt động kinh tế mang lại giá trị kinh tế cao và đang được đầu tư phát triển khá mạnh mẽ Tổng diện tích ni biển 1473,98 ha mặt nước, phân bố rải rác ở 22 vị trí thuộc các khu vực với các nhóm đối tượng ni chủ yếu (tơm Hùm lồng, Trai Ngọc, ốc Hương, rong... hải sản, trong đó, cảng trung chuyển quốc tế giữ vai trò chủ đạo gắn với dịch vụ cảng biển và thương mại” Thực tế cho thấy, chỉ sau gần 20 năm tiến hành “mở cửa” thị trường cho đến nay, Vân Phong đã và đang hình thành các khu vực kinh tế trọng điểm: (1) Khu vực phát triển tổ hợp cơng nghiệp vận tải biển, đóng mới và sửa chữa tàu biển (ví dụ, cảng trung chuyển quốc tế - TCQT, kho dầu ngoại quan, nhà máy... sự trở thành một trong những ngành kinh tế quan trọng ở vịnh Vân Phong, góp phần giải quyết việc làm, tạo sinh kế cho ngư dân, giảm áp lực khai thác thủy sản ven bờ,….Tuy nhiên, hoạt động ni biển cũng đang gây ra những áp lực về mặt mơi trường nước vịnh Vân Phong bên cạnh các tác động tiêu cực khác như: thay đổi đa dạng sinh học và cạn kiệt tài ngun thuỷ sản, thay đổi các q trình thuỷ thạch động lực... hưởng tới cảnh quan và thẩm mỹ Kỹ thuật ni (nhất là khâu chế biến thức ăn nhân tạo) chưa đáp ứng u cầu về vệ sinh mơi trường, nguồn thải từ các lồng ni tơm Hùm, ốc Hương, các Mú, cá Chẽm, cá Bớp 27 đã và đang là một trong những tác nhân làm suy giảm chất lượng mơi trường nước trong vịnh Vân Phong Hiện nay, nguồn thải trực tiếp vào vùng nước ven bờ vịnh Vân Phong - Bến Gỏi là các chất thải do ni biển bao . trong đó có dùng mô hình ECO Lab trong gói phần mềm MIKE của Viện Thủy lực Đan Mạch để đánh giá chất lượng nước khu vực nuôi thủy sản biển dựa trên một. góp tới 40% sản lượng và 50% giá trị xuất khẩu. Kinh tế nuôi trồng thủy sản đang thu hút ngày càng nhiều lao động tham gia, qua đó góp phần tạo việc làm