Mô phỏng quá trình lan truyền vật chất ô nhiễm dưới tác động của các yếu tố động lực tại vịnh cam ranh bằng mô hình số

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN …………………… Phan Thành Bắc MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH LAN TRUYỀN VẬT CHẤT Ô NHIỄM DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐỘNG LỰC TẠI VỊNH CAM RANH BẰNG MÔ HÌNH SỐ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Phan Thành Bắc MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH LAN TRUYỀN VẬT CHẤT Ô NHIỄM DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐỘNG LỰC TẠI VỊNH CAM RANH BẰNG MÔ HÌNH SỐ Chuyên ngành: Hải dương học Mã số: 60.44.97 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Minh Huấn Hà Nội - 2012 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin dành lời bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy, cô giáo khoa Khí tượng, Thủy văn - Hải dương học (trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội) nhà khoa học viện Hải dương học tận tình giúp đỡ, truyền thụ, trao đổi kiến thức chuyên môn tác giả thời gian qua Luận văn hoàn thành nỗ lực làm việc thân có công lớn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Minh Huấn, người không ngừng đôn đốc, động viên truyền thụ kiến thức Tác giả xin gửi lời biết ơn chân thành sâu sắc đến thầy Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới ThS Nguyễn Chí Công tất cán nghiên cứu phòng Vật Lý Biển nói riêng, Viện Hải Dương học – nơi tác giả công tác nói chung, giúp đỡ nhiệt tình nguồn số liệu sử dụng Bên cạnh đó, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến dự án “Nghiên cứu khả tự làm sạch, đề xuất giải pháp nhằm bảo vệ cải thiện chất lượng môi trường đầm Thủy Triều - vịnh Cam Ranh” PGS.TS Bùi Hồng Long ThS Nguyễn Hữu Huân đồng chủ nhiệm, cho phép sử dụng nguồn số liệu phục vụ cho luận văn Suốt trình học tập nghiên cứu luận văn, tác giả giúp đỡ từ dự án chống biến đổi khí hậu CLIMEEViet, hợp tác nghiên cứu Viện Hải Dương học với phủ Đan Mạch, mà đứng đầu PGS.TS Nguyễn Ngọc Lâm Tác giả xin trân trọng cảm ơn dự án tài trợ mặt kinh phí, thiết bị hỗ trợ nghiên cứu nguồn số liệu tham khảo vô quí giá Qua đây, tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thân tình bạn bè, thân hữu trình học tập nghiên cứu trường Đại học Khoa học tự nhiên MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG MÔ HÌNH SỐ TRỊ 1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu giới 1.1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước 1.2 MIKE 21 HD .8 1.2.1 Cơ sở toán học 1.2.2 Phương pháp số 12 1.3 MÔĐUN ECOLAB 16 1.3.1 Cơ sở lý thuyết 16 1.3.2 Ôxy hòa tan (DO) nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD) 18 1.3.3 Các hợp phần Nitơ .21 1.3.4 Hợp phần Photpho .24 CHƯƠNG TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 25 2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 25 2.1.1 Vị trí địa lí 25 2.1.2 Đặc điểm gió .26 2.1.3 Đặc điểm thủy, hải văn .26 2.1.4 Đặc điểm nhiệt - muối 28 2.1.5 Đặc điểm dòng chảy 29 2.1.6 Đặc điểm thủy triều dao động mực nước .30 2.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI .30 2.3 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG VỊNH CAM RANH 31 2.3.1 Các nguồn thải 31 2.3.2 Chất lượng nước vịnh Cam Ranh .32 CHƯƠNG ÁP DỤNG MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ 33 3.1 THIẾT LẬP CÁC THÔNG TIN ĐẦU VÀO CHO MÔ HÌNH 33 3.1.1 Thu thập số liệu 33 3.1.2 Địa hình đáy .37 3.1.3 Thiết lập lưới tính .37 3.1.4 Điều kiện biên điều kiện ban đầu 39 3.2 HIỆU CHỈNH MÔ HÌNH 41 3.3 MỘT SỐ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 44 3.3.1 Kết tính toán cho mùa khô 44 3.3.2 Kết tính toán cho mùa mưa 73 3.4 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ Ô NHIỄM 105 KẾT LUẬN 121 KIẾN NGHỊ 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO .124 MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, khu vực đầm thuỷ triều đứng trước nguy ô nhiễm nguồn nước Đầm Thủy Triều nằm vịnh Cam Ranh, thuộc địa bàn huyện Cam Lâm thành phố Cam Ranh, tỉnh Khánh Hòa Nơi phong phú đa dạng số lượng trữ lượng thủy sản Trong tương lai, đầm Thủy Triều mắt xích quan trọng việc phát triển du lịch tỉnh Khánh Hòa vịnh Cam Ranh tỉnh quy hoạch thành trung tâm du lịch biển tầm cỡ quốc gia quốc tế đến năm 2025 Theo nhận định người dân nơi đây, vòng gần chục năm nay, tôm, cá loại nghêu, ốc đầm thường chết hàng loạt, chí “sống dai” loài sá sùng biển (gọi trùn biển) phải chết trắng đầy đầm, môi trường đầm ngày trở nên ngột ngạt, đục ngàu, nước đầm có mùi hôi thối nồng nặc theo thời gian làm cho hệ sinh thái đầm bị biến dạng, nguồn lợi thủy sản không Do vậy, việc đánh khai thác nguồn lợi đầm không hiệu quả, đời sống nhân dân lại khốn khó Một những nguyên nhân gây ô nhiễm đầm nhà máy đường Cam Ranh Trong quá trình vận hành nhà máy, khối nước thải từ nhà máy sau được xử lí sẽ đổ đầm qua các cống xả thải Các kết quả từ phân tích các mẫu nước tại vị trí cống xả thải và khu vực xung quanh nhà máy đã ghi nhận được sự vượt ngưỡng của các thông số môi trường xung quanh khu vực này Khi khối nước thải được xả đầm, quá trình thuỷ động lực (dòng chảy, gió, quá trình xáo trộn,…) làm khuếch tán các chất đồng thời mang khối nước thải này lên phía bắc hay xuống phía nam theo dòng chảy triều lên và triều xuống Vì vậy, các quá trình động lực ở khu vực này đóng vai trò quan trọng việc phân bố, truyền tải, pha loãng, và làm sạch vùng đầm thuỷ triều Một cách tiếp cận để nghiên cứu sự ảnh hưởng của khối nước thải từ nhà máy đường là sử dụng các mô hình tính toán để có thể tính toán và mô phỏng các quá trình vật lý (dòng chảy) và các mô hình sinh hoá diễn khu vực đầm có sự tác động của khối nước thải Các kết quả tính toán từ mô hình kết hợp với số liệu khảo sát có thể mô phỏng một cách liên tục về các quá trình động lực và quá trình truyền tải vật chất cũng mô phỏng các kịch bản khác những điều kiện động lực khác và điều kiện xả thải khác Việc mô phỏng các kịch bản ô nhiễm khác giúp các nhà quản lý phản ứng linh hoạt hơn, hiệu quả và cũng ít tốn kém Từ đó đưa được những kế hoạch, chiến lược để quy hoạch, khai thác một cách hiệu quả tài nguyên khu vực đầm cũng việc kiểm soát và điều tiết các nguồn thải hợp lý Nhận thức mức độ cấp thiết vấn đề môi trường vịnh Cam Ranh, học viên lựa chọn hướng nghiên cứu với đề tài: “Mô trình lan truyền vật chất ô nhiễm tác động yếu tố động lực vịnh Cam Ranh mô hình số” để mô số vật chất có khả ảnh hưởng đến chất lượng môi trường Có nhiều kỹ thuật đánh giá mức độ ô nhiễm nước dựa vào giá trị của các thông số chọn lọc Các kỹ thuật này sử dụng các chỉ số để thực hiện mức độ ô nhiễm Trong đó có thể nêu một số chỉ số được công nhận như: Chỉ số ô nhiễm dinh dưỡng (NPI) dựa vào các thông số NH 4+, NO3-, NO2-, tổng P, pH, chlorophyll, độ dẫn điện và độ đục Chỉ số ô nhiễm hữu (OPI) dựa vào các thông số BOD, COD, nhiệt độ và DO Với nguồn số liệu có từ số đề tài thực Viện Hải dương học đề tài cấp Cơ sở phòng Vật lý biển, phòng Thủy địa hóa, đề tài cấp Viện Khoa học Công nghệ, Các Dự án hợp tác quốc tế, tác giả sử dụng gói phần mềm MIKE 21 HD, ECO Lab để mô trình lan truyền số vật chất gây ô nhiễm từ nguồn thải khu công nghiệp, nuôi trồng thủy sản khu dân cư mùa: mùa mưa mùa khô Trong khuôn khổ luận văn, mục tiêu học viên tính toán, mô phỏng, đưa tranh trình động lực trình truyền tải vật chất gồm BOD, DO, NO3-, PO4+, NH3+ Một kịch bản mô phỏng sự lan truyền các vật chất ô nhiễm với giả thiết có sự gia tăng cực đại nồng độ các chất gây ô nhiễm từ số liệu thực đo cống xả thải công suất tính thời điểm khảo sát từ nguồn thải khu công nghiệp, nuôi trồng thủy sản khu dân cư để có thể đánh giá mức độ lan truyền và ảnh hưởng của các vật chất này tới chất lượng nước các bãi tắm khu vực Cam Ranh Các kết nghiên cứu luận văn góp phần bổ sung thêm các thông tin khoa học về những nghiên cứu, đánh giá vai trò và sự tác động của các từ nguồn thải khu công nghiệp, nuôi trồng thủy sản khu dân cư tác động ngược lại khu vực nuôi trồng thủy sản, du lịch sinh thái bãi tắm CHƯƠNG MÔ HÌNH SỐ TRỊ 1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu giới Sử dụng mô hình số để tính toán, mô phỏng, đánh giá chất lượng môi trường nước khu vực gần bờ, khu bãi tắm, khu nuôi trồng thủy sản thực phổ biến giới Tùy thuộc vào đối tượng mục đích nghiên cứu, việc áp dụng loại mô hình tính toán khác Có thể liệt kê số mô hình thường áp dụng để đánh giá chất lượng nước giới Mô hình WASP7 (Water Quality Analysis Simulation Program 7) mô hình xây dựng dựa mô hình trước (WASP – xây dựng Di Toro, 1983; Connolly vaf Winfield, 1984; Ambrose, R.B, 1988) Mô hình sử dụng để mô tả dự báo chất lượng nước giúp nhà quản lý đưa định, giải pháp đối phó với tượng ô nhiễm tự nhiên người Mô hình cho phép người sử dụng áp dụng không gian 1D mô tựa 2D 3D cách chia hộp với đa dạng thành phần chất ô nhiễm Mô hình WASP liên kết với mô hình thủy động lực vận chuyển trầm tích để thu trường dòng chảy, nhiệt độ, độ muối thông lượng trầm tích Mô hình WASP sử dụng để mô trình yếm khí vịnh Tampa; Cung ứng Photpho cho hồ Okeechobee; Quá trình yếm khí cửa sông Neuse River; Ô nhiễm vật chất hữu dễ phân hủy cửa sông Delaware, ô nhiễm kim loại nặng sông Deep, bắc Carolina Mô hình AQUATOX mô hình mô hệ sinh thái thủy sinh Mô hình dự báo trình suy tàn nhiều loại chất gây nhiễm môi trường dinh dưỡng, hóa học hữu cơ, ảnh hưởng chúng lên hệ sinh thái, bao gồm loài cá, động vật không xương sống loài thực vật thủy sinh AQUATOX công cụ hữu hiệu cho nhà môi trường học, sinh học, nhà mô hình hóa chất lượng nước cần quan tâm tới việc đánh giá rủi ro suy giảm hệ sinh thái thủy sinh Mô hình QUAL2K (hay Q2K) (River and Stream Water Quality Model) nâng cấp từ mô hình trước QUAL2E (hay Q2E (Brown Barnwell 1987)) Đây mô hình mô chất lượng nước suối sông chiều có tham gia trình xáo trộn rối bên Một đặc điểm linh hoạt mô hình chạy môi trường Visual basic môi trường Excel Mô hình có đặc điểm sau: tính toán phân đoạn sông nhánh sông Mô hình tính toán chu trình Nitơ Thông qua chu trình chuyển hóa nitơ để biểu diễn hợp chất cacbon (loại ôxy hóa nhanh chậm), loại cacbon hữu không sống (các phân tử cacbon, nitơ, phôtpho hợp chất hóa học) Các trình thiếu hụt ôxy gần tới giá trị không trình ôxy hóa, trình khử nitơ bước tương tác Tính toán thông lượng trao đổi ôxy hòa tan dinh dưỡng trầm tích nước DELFT 3D Viện nghiên cứu thuỷ lực Hà Lan cho phép kết hợp mô hình thuỷ lực chiều với mô hình chất lượng nước Ưu điểm mô hình việc kết hợp module tính toán phức tạp để đưa kết tính mô cho nhiều chất nhiều trình tham gia SMS Trung tâm nghiên cứu phát triển kỹ thuật quân đội Mỹ xây dựng cho phép kết hợp mô hình thuỷ lực 1, chiều với mô hình chất lượng nước, module RMA4 mô hình số trị vận chuyển yếu tố chất lượng nước phân bố đồng theo độ sâu Nó tính toán tập trung thành phần bảo toàn không bảo toàn tính toán theo lưới chiều chiều ECOHAM (phiên 2) mô hình số 3D kết hợp module thủy lực với module sinh thái phát triển nhóm nghiên cứu Trường đại học Hamburg (Đức) Mô hình chủ yếu tính toán dựa chu trình hợp phần Nitơ Photpho có tính đến thực vật động vật phù du nước biển ECOSMO (ECOSystem MOdel) mô hình cặp ba chiều thủy động lực – băng biển – sinh địa hóa Mô hình phát triển dựa mô hình thủy động lực HAMSOM (HAMburg shelf Ocean Model) liên kết mô đun động lực nhiệt động lực biển - băng (Schrum Backhaus, 1999) môđun sinh học Tên điểm CVCR CBN DCCP CTD CDTT SBC DLCL DTCL BOD (mg/l) DO (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm 0.5056 0.5007 0.80421 0.62307 5.23708 6.50515 5.95618 trên 0.79205 0.62936 4.76942 5.74597 5.17759 trên 0.51664 0.80802 0.64239 4.68958 5.89253 5.18376 trên 0.59905 0.86442 0.74065 4.9868 5.80227 5.31013 trên 0.45813 0.79085 0.60667 6.26543 5.70958 trên 0.46804 0.8285 0.62705 5.30764 5.0447 6.09453 5.52989 trên 0.7851 1.80446 1.26295 5.22316 6.86535 5.77393 trên 0.99136 1.88525 1.38499 5.21173 6.91642 5.69421 trên Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm 1.05054 0.1 0.5 1.04513 0.1 0.5 1.02985 0.1 0.5 1.04869 0.1 0.5 0.94056 0.1 0.5 0.98401 0.1 0.5 0.9215 0.1 0.5 0.77402 0.1 0.5 Tên điểm NH4-N (mg/l) Cực tiểu Cực đại CVCR 0.9744 CBN 0.96136 DCCP 0.94958 CTD 0.91912 CDTT 0.81776 1.1200 1.1194 1.0957 1.1720 1.0500 SBC 0.9135 DLCL 0.83308 1.07263 1.0017 DTCL 0.61692 0.95338 Tên điểm PO4-P (mg/l) Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm 0.0471 0.05815 0.05419 0.026 0.03959 0.0319 0.03183 0.03804 0.03509 0.05218 0.0590 0.04298 CDTT 0.02653 0.0404 0.04965 SBC 0.05361 0.05745 DLCL 0.03828 0.06123 0.0607 0.0513 DTCL 0.03059 0.03973 0.03384 CBN DCCP CTD Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm 0.02985 0.0121 0.15597 0.06802 0.1 0.2 0.2004 0.11221 0.1 0.2 0.02087 0.0037 0.0199 0.19756 0.11474 0.1 0.2 0.19805 0.11193 0.1 0.2 0.19597 0.1152 0.1 0.2 0.03364 0.0010 0.0001 0.19388 0.121 0.1 0.2 0.1904 0.10432 0.1 0.2 0.1754 0.09641 0.1 0.2 NO3-N (mg/l) Cực tiểu CVCR Cực tiểu 110 Bảng 3.15: Giá trị cực đại, cực tiểu trung bình yếu tố tính toán vị trí tuyến điểm, tháng 10/2011, thời kỳ mùa mưa, kỳ triều cường Tên điểm CVCR BOD (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình 0.4781 0.9785 0.6362 0.63721 0.9610 0.62185 0.6104 DO (mg/l) QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm 5.8923 6.2492 5.9675 trên 6.01587 trên 0.78221 5.89133 6.1724 0.96485 1.4715 0.80029 5.89566 6.27822 6.08882 trên 0.99768 5.82381 6.27205 5.97562 trên 0.68751 1.5605 1.05055 5.97895 6.37432 6.17427 trên 0.6208 0.96943 0.77777 6.25401 6.10606 trên DLCL 1.22022 3.06492 2.10596 5.99518 6.1450 7.90125 6.58797 trên DTCL 1.63466 2.78134 2.16252 6.01332 7.25201 6.45708 trên QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm Cực tiểu Cực đại Trung bình CBN DCCP CTD CDTT SBC NH4-N (mg/l) Tên điểm Cực tiểu Cực đại Trung bình PO4-P (mg/l) QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm CVCR CBN 0.0488 0.1712 0.1062 0.1 0.5 0.0062 0.0563 0.0326 0.1 0.2 0.05318 0.09182 0.1 0.5 0.2 0.08963 0.1 0.5 0.06733 0.0511 0.1 0.03983 0.0526 0.0441 0.05601 DCCP 0.04851 0.1 0.2 CTD 0.08048 0.10198 0.1 0.5 0.02821 0.06708 0.0484 0.1 0.2 CDTT 0.03769 0.12589 0.1264 0.1102 0.1091 0.1177 0.1713 0.08092 0.1 0.5 0.08731 0.06349 0.1 0.2 0.10357 0.1 0.5 0.0457 0.03844 0.1 0.2 0.11606 0.1 0.5 0.05129 0.0307 0.0490 0.06911 0.1 0.2 0.11359 0.07734 0.1 0.5 0.03958 0.09763 0.0473 0.0422 0.1 0.2 QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm SBC DLCL DTCL 0.08002 0.0115 0.0047 NO3-N (mg/l) Tên điểm CVCR CBN DCCP Cực tiểu Cực đại Trung bình 0.0997 0.1092 0.1063 0.08116 0.09789 0.1043 0.08926 0.0949 0.0912 0.08094 0.1153 0.11158 0.11582 0.1119 0.12613 0.098 0.11185 0.08751 2 5 SBC 0.0877 0.0673 0.1009 0.1071 DLCL DTCL 0.08923 0.0746 CTD CDTT 111 Bảng 3.16: Giá trị cực đại, cực tiểu trung bình yếu tố tính toán vị trí tuyến điểm, tháng 10/2011, thời kỳ mùa mưa, kỳ triều kiệt Tên điểm BOD (mg/l) DO (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm CVCR 0.4448 0.97846 0.59618 CBN 0.63409 0.94232 0.77994 DCCP 0.64675 CTD 0.60933 0.96485 1.4715 CDTT 0.71896 SBC DLCL DTCL Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm 5.91105 5.98448 trên 5.88842 6.26015 6.1274 6.02076 trên 0.80142 5.91297 6.26752 6.09809 trên 0.98083 6.26473 5.96764 trên 1.63678 1.09168 5.81081 6.0477 6.46997 6.19802 trên 0.61814 0.96943 0.77963 5.95136 6.24283 6.1043 trên 1.53868 2.98887 2.26764 6.08301 7.69935 6.66198 trên 1.6354 2.78134 2.16403 5.9843 7.25206 6.39425 trên Tên điểm CVCR CBN DCCP CTD CDTT SBC DLCL DTCL NH4-N (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm 0.0403 0.13821 0.09148 0.1 0.05318 0.12386 0.09141 0.03983 0.12752 0.08048 0.03769 0.07816 0.0115 0.0047 Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm 0.5 0.0064 0.0569 0.03612 0.1 0.2 0.1 0.5 0.05286 0.06919 0.05629 0.1 0.2 0.09055 0.1 0.5 0.04636 0.05353 0.04937 0.1 0.2 0.10889 0.1008 0.1141 0.09964 0.1 0.5 0.06939 0.05036 0.1 0.2 0.07919 0.1 0.5 0.02939 0.0547 0.08536 0.06674 0.1 0.2 0.09999 0.1 0.5 0.03182 0.04802 0.03923 0.1 0.2 0.18032 0.12382 0.1 0.5 0.04681 0.08387 0.05929 0.1 0.2 0.1086 0.07087 0.1 0.5 0.03943 0.0466 0.04179 0.1 0.2 Tên điểm NO3-N (mg/l) Cực tiểu CVCR PO4-P (mg/l) CBN 0.09933 0.0814 DCCP 0.08765 CTD 0.06755 Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm 0.1107 0.10607 0.08942 0.09442 0.08138 0.0969 0.1030 0.0913 112 CDTT SBC DLCL DTCL 0.09946 0.1073 0.1145 0.11043 0.11489 0.11135 0.08722 0.12998 0.11409 0.07386 0.09584 0.08523 Hình 3.66: Biểu đồ biểu diễn giá trị cực đại, cực tiểu trung bình yếu tố tính toán vị trí tuyến điểm, tháng 05/2011, thời kỳ mùa khô, kỳ triều cường 113 114 Hình 3.67: Biểu đồ biểu diễn giá trị cực đại, cực tiểu trung bình yếu tố tính toán vị trí tuyến điểm, tháng 05/2011, thời kỳ mùa khô, kỳ triều kiệt 115 116 Hình 3.68: Biểu đồ biểu diễn giá trị cực đại, cực tiểu trung bình yếu tố tính toán vị trí tuyến điểm, tháng 10/2011, thời kỳ mùa mưa, kỳ triều cường 117 118 Hình 3.69: Biểu đồ biểu diễn giá trị cực đại, cực tiểu trung bình yếu tố tính toán vị trí tuyến điểm, tháng 10/2011, thời kỳ mùa mưa, kỳ triều kiệt 119 120 KẾT LUẬN Qua kết thu từ mô hình tính toán, sở phân tích, thống kê, tác giả đưa số kết luận sau: - Việc sử dụng gói công cụ MIKE đáp ứng mục tiêu nội dung đặt luận văn Các kết tính toán từ mô hình mô trình dòng chảy, trình lan truyền chất gây ô nhiễm khu vực vịnh Cam Ranh từ nguồn thải - Dòng chảy khu vực vịnh Cam Ranh chủ yếu dòng triều chịu tác động chế độ gió mùa khu vực Trường phân bố dòng chảy từ 121 cửa vịnh truyền vào chi làm hai hướng từ đông nam lên phía bắc truyền vào đầm thủy triều từ phía đông nam sang tây nam truyền vào vịnh Trong thời gian triều lên triều xuống có xuất xoáy thuận khu vực vịnh - Trong thời kỳ mùa khô, thành phần vật chất gây ô nhiễm khu vực vịnh Cam Ranh không ảnh hưởng tới chất lượng bãi tắm dọc theo bãi biển Cam Ranh, bắt đầu xuất dấu hiệu đạt ngưỡng giới hạn tiêu ô nhiễm từ khu vực cảng Ba Ngòi đến khu vực nhà máy chế biến thực phẩm bán kính 2km Trong thời kỳ mùa mưa, tiêu chất tiệm cận giới hạn cho phép có phần đáng quan ngại mùa khô lan truyền chất gây ô nhiễm vươn tới khu bãi tắm khu vực dân sinh xung quanh khu vực nói phạm vi lớn - Theo tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản khu vực vịnh Cam Ranh có nhiều khu vực ven bờ bị ô nhiễm NH4, điển khu vực cảng Ba Ngòi, sân bay Cam Ranh cửa đầm Thủy Triều - Do yếu tố chủ quan nhà qui hoạch nhằm phục vụ phát triển thành phố Cam Ranh yếu tố khách quan đặc điểm khí tượng thủy văn, địa hình, cấu tạo địa chất chủ yếu cát nên lượng nước sông truyền vào vịnh thấp, ảnh hưởng từ cửa sông tới chất lượng nước bãi tắm mùa mưa khô không đáng kể Nhưng khả truyền nước từ địa hình xung quanh vào vịnh qua đường nước ngầm lớn hạn chế điều kiện số liệu mô hình nên tác giả chưa tính toán - Tuy số hạn chế, song kết nghiên cứu luận văn góp phần làm sáng tỏ thêm tranh thủy động lực – môi trường vịnh Cam Ranh Góp phần giải vấn đề ô nhiễm môi trường, quy hoạch, sử dụng khai thác hợp lý tài nguyên môi trường 122 KIẾN NGHỊ Mặc dù trạng môi trường vịnh Cam Ranh chưa vượt ngưỡng tiêu cho phép song đáng quan ngại Nhiều yếu tố môi trường bắt đầu tiệm cận ngưỡng giới hạn nội dung nghiên cứu luận văn trình bày Do qui hoạch thành phố tương lai cần thiết phải bổ sung thêm nhà máy xử lý chất thải nước thải để xử lý trước đổ vào vịnh tránh trường hợp phần lớn xả trực tiếp vào vịnh Bên cạnh đó, địa hình chủ yếu cát nên khả thấm nước mùa mưa cao nên cần phải có nghiên cứu chất lượng nguồn nước ngầm đổ vào vịnh nhằm phản ánh xác chất lượng môi trường vịnh Cam Ranh Ngoài ra, giới hạn kinh phí khả chuyên môn nên chưa có số liệu xác toàn diện mặt không gian thời gian nhằm tiếp tục nghiên cứu sâu để tiến tới xây dựng kịch lan truyền vật chất ô nhiễm số vị trí nhạy cảm đưa dự báo, cảnh báo, tư vấn cho ngành nghề liên quan đến môi trường biển 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Đoàn Văn Bộ (2001), “Hóa học biển”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Bùi Hồng Long - Trần Văn Chung (2006), “Tính toán thử nghiệm dòng chảy ba chiều (3-D) cho vùng vịnh Vân Phong”, Tạp chí Khoa học Công nghệ biển, 6(1), tr 12-27 PGS.TS Bùi Hồng Long, ThS Nguyễn Hữu Huân (2011), “Nghiên cứu khả tự làm sạch, đề xuất giải pháp nhằm bảo vệ cải thiện chất lượng môi trường đầm Thủy Triều - vịnh Cam Ranh” GS.TS Mai Trọng Nhuận (2008), “Điều tra đánh giá tài nguyên môi trường vũng vịnh trọng điểm ven bờ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội bảo vệ môi trường” Phạm Văn Thơm (2005), “Hiện trạng môi trường vịnh Cam Ranh” Phạm Văn Thơm (2008), “Điều tra đánh giá trạng môi trường vịnh Cam Ranh làm sở phát triển kinh tế” UBND tỉnh Khánh Hòa (2003), “Địa chí Khánh Hòa”, NXB Chính trị quốc gia UBND tỉnh Khánh Hòa (2010), “Quy hoạch phát triển tỉnh Khánh Hòa đến năm 2015 ” Sở khoa học và công nghệ tỉnh Khánh Hòa (2004), “Đặc điểm khí hậu – thủy văn tỉnh Khánh Hòa” 10 http://www.khanhhoa.gov.vn Tiếng Anh 11 Mike Flow model (DHI 2007), Hydronamic module: Scientific Documentation 12 Mike Flow model (DHI 2007), ECO Lab module: Scientific Documentation 124 [...]... các vật chất từ các cửa sông, các quá trình tự làm sạch môi trường do PGS-TS Bùi Hồng Long, ThS Nguyễn Hữu Huân (2011) đã sử dụng phương pháp mô hình hóa quá trình sinh học để nghiên cứu quá trình tự làm sạch của môi trường biển khu vực vịnh Cam Ranh với nguồn thải là các nhà máy và các khu công nghiệp Đề tài sử dụng mô hình ECOSMO để tính toán, mô phỏng quá trình lan truyền một số thành phần vật chất. .. gây ô nhiễm, các quá trình sinh hóa từ đó có những đánh giá về quá trình tự làm sạch vịnh Bên cạnh đó còn có các công trình nghiên cứu về môi trường khu vực này nhưng thường tập trung phân tích hiện trạng môi trường và chưa có nhiều kết quả nghiên cứu dựa trên các mô hình số trị để có thể mô phỏng quá trình lan truyền các vật chất gây ô nhiễm vịnh từ các cửa sông dựa trên mối liên hệ với quá trình động. .. đó, mô hình còn tính toán sự biến đổi các mảnh vụn và ôxy để có thể đánh giá được lượng còn lại và các quá trình ôxy hóa Các tính toán về sinh khối sơ cấp và thứ cấp Mô hình ECOSMO đã được áp dụng một cách thành công trong việc mô tả khu vực có động lực dinh dưỡng yếu khu vực Biển Bắc BASINS của EPA nhằm trợ giúp đánh giá kiểm tra hệ thống dữ liệu thông tin môi trường, giúp các hệ thống phân tích môi... ước lượng thông qua phép giải của Jawahar và Kamath, 2000 Phương trình truyền tải Các phương trình truyền tải xuất hiện trong mô hình nhiệt – muối, mô hình rối và mô hình truyền tải Tất cả các phương trình này đều có dạng chung Trong trường hợp 2D, các phương trình truyền tải có dạng tổng quát như phương trình (1.16) trong đó ( (1.21) a Tích phân theo thời gian 14 Các phương trình dạng tổng quát được... trong của vịnh Cam Ranh có chiều dài hơn 19km, chiều ngang chỗ rộng nhất khoảng 7km, thong với phần ngoài qua eo Sộp rộng 1,4km Bao chung quanh khu vực vịnh Cam Ranh có 11 xã/phường thuộc thành phố Cam Ranh (các phường Cam Phúc Bắc, Cam Phúc Nam, Cam Phú, Cam Thuận, Cam Linh, Cam Lợi, Ba Ngòi, các xã Cam Nghĩa, Cam Thịnh Đông, Cam Bình, Cam Lập) và 5 xã thuộc huyện Cam Lâm (xã Cam Hòa, Cam Hải Đông, Cam. .. nước: Quá trình Nitrat hóa (g/m3/ngày), Y1: hệ số bổ sung cho ôxy Đây là một quá trình khác ảnh hưởng tới cân bằng ôxy khi ôxy được sử dụng trong quá trình Nitrat hóa từ amoniac sang nitrite (1.29b) Quá trình phân hủy BOD (g/m3/ngày) Sự phân hủy các vật chất hữu cơ là một nguyên nhân khác làm suy giảm ôxy Quá trình này phụ thuộc vào các yếu tố nhiệt độ, nồng độ ôxy và nộng độ vật chất hữu cơ (1.29c) Quá. .. tích các phương án quản lý Một điểm nổi bật của BASINS là đã đưa vào cách tiếp cận mới dựa trên nền tảng lưu vực sông, có kết hợp quản lý dữ liệu không gian thông qua hệ thông tin địa lý GIS BASINS có thể dùng cho các mục đích sau: Mô phỏng các điều kiện của lưu vực và đánh giá hiện trạng chất lượng nước; Mô phỏng các tác động của việc thay đổi sử dụng đất có tính đến cân bằng nước, mô phỏng các kịch... thức (1.31a) Quá trình Nitrat hóa chuyển từ ammonium sang dạng nitrat Phương trình biểu diễn quá trình này có dạng: (1.31b) Quá trình hấp thụ ammonium bởi thực vật Công thức biễu diễn phương trình này có dạng (1.31c) Lượng ammoniac hấp thụ bởi vi khuẩn Quá trình này được mô tả bằng công thức sau: (1.31d) Quá trình hô hấp của sinh vật dị dưỡng, được mô tả bằng biểu thức: (1.31e) Giải thích các ký hiệu:... nhau của cân bằng tùy thuộc vào mục đích của người sử dụng Có 4 mức độ khác nhau mô tả cân bằng khối DO, trong phạm vi nghiên cứu của luận văn, chỉ tập trung vào mức cân bằng bậc 3 Mức cân bằng này giả thiết rằng sự biến đổi của nồng độ ôxy là tổng hợp của các quá tương tác nước - khí quyển (mặt phân cách), quá trình đạm hóa, nhu cầu ôxy sinh hóa, quá trình quang hợp, quá trình hô hấp, nhu cầu ôxy trầm... cứu các hệ sinh thái và nguồn lợi của vịnh Cam Ranh không nên và không thể tách rời đầm Thủy Triều…” (GS.TS Mai Trọng Nhuận- 2008) Theo bản đồ qui hoạch của tỉnh Khánh Hòa định hướng đến năm 2020 thì đầm Thủy Triều ngày càng đóng vai trò quan trọng đến chất lượng môi trường nước toàn vịnh Cam Ranh Vì thế, tính toán lan truyền vật chất ô nhiễm vịnh Cam Ranh dựa trên công cụ phần mềm MIKE là một hướng