Luận văn Thạc sĩ 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

Từ đó đưa ra được những kế hoạch,chiến lược để quy hoạch, khai thác một cách hiệu quả tài nguyên khu vực đầm cũngnhư việc kiểm soát và điều tiết các nguồn thải hợp lý hơn.Nhận thức được

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

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin dành những lời đầu tiên bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới cácthầy, cô giáo trong khoa Khí tượng, Thủy văn - Hải dương học (trường Đại họcKhoa học tự nhiên Hà Nội) và các nhà khoa học tại viện Hải dương học đã tận tìnhgiúp đỡ, truyền thụ, trao đổi kiến thức chuyên môn cùng tác giả trong thời gian qua.Luận văn này được hoàn thành ngoài sự nỗ lực làm việc của bản thân còn có côngrất lớn của thầy giáo PGS.TS Nguyễn Minh Huấn, người đã không ngừng đôn đốc,động viên và truyền thụ kiến thức Tác giả xin được gửi lời biết ơn chân thành vàsâu sắc nhất đến thầy

Tác giả cũng xin được gửi lời cảm ơn tới ThS Nguyễn Chí Công và tất cảcác cán bộ nghiên cứu phòng Vật Lý Biển nói riêng, Viện Hải Dương học – nơi tácgiả đang công tác nói chung, đã giúp đỡ nhiệt tình về các nguồn số liệu sử dụng.Bên cạnh đó, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến dự án “Nghiên cứu khả năng tự làmsạch, đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ và cải thiện chất lượng môi trường đầmThủy Triều - vịnh Cam Ranh” do PGS.TS Bùi Hồng Long và ThS Nguyễn HữuHuân đồng chủ nhiệm, đã cho phép sử dụng nguồn số liệu phục vụ cho luận vănSuốt quá trình học tập và nghiên cứu luận văn, tác giả đã được sự giúp đỡ từ

dự án chống biến đổi khí hậu CLIMEEViet, hợp tác nghiên cứu giữa Viện HảiDương học với chính phủ Đan Mạch, mà đứng đầu là PGS.TS Nguyễn Ngọc Lâm.Tác giả xin trân trọng cảm ơn dự án đã tài trợ về mặt kinh phí, thiết bị hỗ trợ nghiêncứu và nguồn số liệu tham khảo vô cùng quí giá

Qua đây, tác giả cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ thân tình của bạn bè,thân hữu trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Khoa học tựnhiên

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 MÔ HÌNH SỐ TRỊ 4

1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 4

1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới 4

1.1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước 6

1.2 MIKE 21 HD 8

1.2.1 Cơ sở toán học 8

1.2.2 Phương pháp số 11

1.3 MÔĐUN ECOLAB 15

1.3.1 Cơ sở lý thuyết 15

1.3.2 Ôxy hòa tan (DO) và nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD) 16

1.3.3 Các hợp phần của Nitơ 20

1.3.4 Hợp phần của Photpho 22

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 24

2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 24

2.1.1 Vị trí địa lí 24

2.1.2 Đặc điểm gió 24

2.1.3 Đặc điểm thủy, hải văn 25

2.1.4 Đặc điểm nhiệt - muối 27

2.1.5 Đặc điểm dòng chảy 27

2.1.6 Đặc điểm thủy triều và dao động mực nước 28

2.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI 29

2.3 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG VỊNH CAM RANH 30

2.3.1 Các nguồn thải 30

2.3.2 Chất lượng nước vịnh Cam Ranh 31

CHƯƠNG 3 ÁP DỤNG MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ 32

3.1 THIẾT LẬP CÁC THÔNG TIN ĐẦU VÀO CHO MÔ HÌNH 32

3.1.1 Thu thập số liệu 32

3.1.2 Địa hình đáy 35

3.1.3 Thiết lập lưới tính 35

3.1.4 Điều kiện biên và điều kiện ban đầu 37

3.2 HIỆU CHỈNH MÔ HÌNH 40

3.3 MỘT SỐ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 43

3.3.1 Kết quả tính toán cho mùa khô 43

3.3.2 Kết quả tính toán cho mùa mưa 72

3.4 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ Ô NHIỄM 104

KẾT LUẬN 122

KIẾN NGHỊ 123

TÀI LIỆU THAM KHẢO 124

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, khu vực đầm thuỷ triều đang đứng trước nguy

cơ ô nhiễm nguồn nước Đầm Thủy Triều nằm trong vịnh Cam Ranh, thuộc địabàn huyện Cam Lâm và thành phố Cam Ranh, tỉnh Khánh Hòa Nơi đây phong phú

và đa dạng về số lượng cũng như trữ lượng thủy sản Trong tương lai, đầm ThủyTriều còn là mắt xích quan trọng trong việc phát triển du lịch của tỉnh Khánh Hòakhi vịnh Cam Ranh đã được tỉnh này quy hoạch thành trung tâm du lịch biển tầm cỡquốc gia và quốc tế đến năm 2025

Theo nhận định của người dân nơi đây, trong vòng gần chục năm nay, tôm,

cá và các loại nghêu, ốc trên đầm thường chết hàng loạt, thậm chí “sống dai” nhưloài sá sùng biển (gọi là trùn biển) cũng phải chết trắng đầy đầm, môi trường trongđầm ngày trở nên ngột ngạt, đục ngàu, nước trong đầm có mùi hôi thối nồng nặctheo thời gian đã làm cho hệ sinh thái đầm bị biến dạng, nguồn lợi thủy sản cứ thếkhông còn nữa Do vậy, việc đánh khai thác các nguồn lợi trên đầm đã không cònhiệu quả, đời sống nhân dân lại khốn khó

Một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm đầm là nhà máy đường CamRanh Trong quá trình vận hành nhà máy, khối nước thải từ nhà máy sau khi được

xử lí sẽ đổ ra 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 vượtngưỡng của các thông số môi trường xung quanh khu vực này

Khi khối nước thải được xả ra đầm, quá trình thuỷ động lực (dòng chảy, gió,quá trình xáo trộn,…) làm khuếch tán các chất đồng thời mang khối nước thải nàylên phía bắc hay xuống phía nam theo dòng chảy khi triều lên và triều xuống Vìvậy, các quá trình động lực ở khu vực này đóng vai trò quan trọng trong việc phân

bố, truyền tải, pha loãng, và làm sạch vùng đầm thuỷ triều

Một trong nhưng cách tiếp cận để nghiên cứu sự ảnh hưởng của khối nướcthải từ nhà máy đường là sử dụng các mô hình tính toán để có thể tính toán và môphỏng các quá trình vật lý (dòng chảy) và các mô hình sinh hoá diễn ra trong khu

vực đầm có sự tác động của khối nước thải Các kết quả tính toán từ mô hình kếthợp với số liệu khảo sát có thể mô phỏng một cách liên tục về các quá trình độnglực và quá trình truyền tải vật chất cũng như mô phỏng các kịch bản khác nhautrong những điều kiện động lực khác nhau và điều kiện xả thải khác nhau Việc môphỏng các kịch bản ô nhiễm khác nhau giúp các nhà quản lý phản ứng linh hoạthơn, hiệu quả hơn và cũng ít tốn kém hơn Từ đó đưa ra được những kế hoạch,chiến lược để quy hoạch, khai thác một cách hiệu quả tài nguyên khu vực đầm cũngnhư việc kiểm soát và điều tiết các nguồn thải hợp lý hơn.

Nhận thức được mức độ cấp thiết của vấn đề môi trường vịnh Cam Ranh,

học viên lựa chọn hướng nghiên cứu với đề tài: “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” để có thể mô phỏng một số vật chất có khả năng ảnh hưởng đến chất

lượng môi trường Có nhiều kỹ thuật đánh giá mức độ ô nhiễm nước dựa vào giá trịcủa 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 đang được công nhận như: Chỉ số ônhiễm dinh dưỡng (NPI) dựa vào các thông số NH4+, NO3-, NO2-, tổng P, pH,chlorophyll, độ dẫn điện và độ đục Chỉ số ô nhiễm hữu cơ (OPI) dựa vào các thông

số BOD, COD, nhiệt độ và DO Với nguồn số liệu có được từ một số đề tài đượcthực hiện tại Viện Hải dương học như đề tài cấp Cơ sở phòng Vật lý biển, phòngThủy địa hóa, đề tài cấp Viện Khoa học và Công nghệ, Các Dự án hợp tác quốc tế,tác giả sử dụng gói phần mềm MIKE 21 HD, ECO Lab để mô phỏng quá trình lantruyền một số vật chất có thể gây ô nhiễm từ các nguồn thải của khu công nghiệp,nuôi trồng thủy sản và khu dân cư trong 2 mùa: mùa mưa và mùa khô Trong khuônkhổ của luận văn, mục tiêu của học viên là có thể tính toán, mô phỏng, đưa ra đượcbức tranh về quá trình động lực và quá trình truyền tải các vật chất gồm BOD, DO,

NO3-, PO4+, NH3+ Một kịch bản mô phỏng sự lan truyền các vật chất ô nhiễm vớigiả thiết có sự gia tăng cực đại nồng độ các chất gây ô nhiễm từ số liệu thực đo tạicống xả thải và công suất tính tại thời điểm khảo sát từ các nguồn thải của khu côngnghiệp, nuôi trồng thủy sản và khu dân cư để có thể đánh giá mức độ lan truyền vàảnh hưởng của các vật chất này tới chất lượng nước các bãi tắm khu vực Cam Ranh

Các kết quả nghiên cứu trong luận văn góp phần bổ sung thêm các thôngtin khoa học về những nghiên cứu, đánh giá vai trò và sự tác động của các từ cácnguồn thải của khu công nghiệp, nuôi trồng thủy sản và khu dân cư tác động ngượclại đối với các khu vực nuôi trồng thủy sản, du lịch sinh thái và các bãi tắm

CHƯƠNG 1 MÔ HÌNH SỐ TRỊ

1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới

Sử dụng các mô hình số để tính toán, mô phỏng, đánh giá chất lượng môitrường nước khu vực gần bờ, khu bãi tắm, khu nuôi trồng thủy sản đã được thựchiện rất phổ biến trên thế giới Tùy thuộc vào đối tượng và mục đích nghiên cứu,việc áp dụng các loại mô hình tính toán cũng khác nhau Có thể liệt kê một số môhình thường được áp dụng để đánh giá chất lượng nước trên thế giới

Mô hình WASP7 (Water Quality Analysis Simulation Program 7) là môhình được xây dựng dựa trên mô hình trước đó (WASP – được xây dựng bởi DiToro, 1983; Connolly vaf Winfield, 1984; Ambrose, R.B, 1988) Mô hình này được

sử dụng để mô tả và dự báo chất lượng nước giúp các nhà quản lý đưa ra nhữngquyết định, giải pháp đối phó với các hiện tượng ô nhiễm do tự nhiên và con người

Mô hình này cho phép người sử dụng áp dụng trong không gian 1D nhưng cũng cóthể mô phỏng tựa 2D và 3D bằng cách chia hộp với đa dạng thành phần chất ônhiễm Mô hình WASP cũng có thể liên kết với các mô hình thủy động lực và vậnchuyển trầm tích để thu được trường dòng chảy, nhiệt độ, độ muối và các thônglượng trầm tích Mô hình WASP đã được sử dụng để mô phỏng quá trình yếm khítrong vịnh Tampa; Cung ứng Photpho cho hồ Okeechobee; Quá trình yếm khí tạicửa sông Neuse River; Ô nhiễm vật chất hữu cơ dễ phân hủy tại cửa sông Delaware,

ô nhiễm kim loại nặng tại sông Deep, bắc Carolina

Mô hình AQUATOX là mô hình mô phỏng hệ sinh thái thủy sinh Môhình có thể dự báo quá trình suy tàn do nhiều loại chất gây nhiễm môi trường nhưdinh dưỡng, hóa học hữu cơ, và ảnh hưởng của chúng lên các hệ sinh thái, bao gồmcác loài cá, động vật không xương sống và các loài thực vật thủy sinh AQUATOX

là công cụ hữu hiệu cho các nhà môi trường học, sinh học, những nhà mô hình hóachất lượng nước và bất kỳ ai cần quan tâm tới việc đánh giá rủi ro và suy giảm các

hệ sinh thái thủy sinh

Mô hình QUAL2K (hay Q2K) (River and Stream Water Quality Model)được nâng cấp từ mô hình trước đó là QUAL2E (hay Q2E (Brown và Barnwell1987)) Đây là mô hình mô phỏng chất lượng nước suối và sông một chiều có sựtham gia của quá trình xáo trộn rối và bên Một đặc điểm linh hoạt của mô hình này

là có thể chạy được trong môi trường Visual basic hoặc trong môi trường Excel Môhình có những đặc điểm sau: có thể tính toán trên từng phân đoạn của sông và cácnhánh sông Mô hình tính toán chu trình Nitơ Thông qua các chu trình chuyển hóanitơ để biểu diễn các hợp chất cacbon (loại ôxy hóa nhanh và chậm), các loạicacbon hữu cơ không sống (các phân tử cacbon, nitơ, phôtpho trong các hợp chấthóa học) Các quá trình thiếu hụt ôxy gần tới giá trị không do các quá trình ôxy hóa,trong đó quá trình khử nitơ như là bước tương tác đầu tiên Tính toán thông lượngtrao đổi ôxy hòa tan và các dinh dưỡng giữa trầm tích và nước

DELFT 3D của Viện nghiên cứu thuỷ lực Hà Lan cho phép kết hợp giữa

mô hình thuỷ lực 3 chiều với mô hình chất lượng nước Ưu điểm của mô hình này làviệc kết hợp giữa các module tính toán phức tạp để đưa ra những kết quả tính môphỏng cho nhiều chất và nhiều quá trình tham gia

SMS của Trung tâm nghiên cứu và phát triển kỹ thuật của quân đội Mỹxây dựng cho phép kết hợp giữa mô hình thuỷ lực 1, 2 chiều với mô hình chất lượngnước, trong đó module RMA4 là mô hình số trị vận chuyển các yếu tố chất lượngnước phân bố đồng nhất theo độ sâu Nó có thể tính toán sự tập trung của 6 thànhphần bảo toàn hoặc không bảo toàn được tính toán theo lưới 1 chiều hoặc 2 chiều

ECOHAM (phiên bản 1 và 2) là mô hình số 3D kết hợp giữa module thủylực với module sinh thái được phát triển bởi nhóm nghiên cứu của Trường đại họcHamburg (Đức) Mô hình chủ yếu tính toán dựa trên chu trình của các hợp phần củaNitơ và Photpho trong đó có tính đến cả thực vật và động vật phù du trong nướcbiển

ECOSMO (ECOSystem MOdel) là mô hình cặp ba chiều thủy động lực –băng biển – sinh địa hóa Mô hình được phát triển dựa trên mô hình thủy động lựcHAMSOM (HAMburg shelf Ocean Model) đã được liên kết mô đun động lực -nhiệt động lực biển - băng (Schrum và Backhaus, 1999) và môđun sinh học

(Schrum, 2006) Môđun sinh học NPZD dựa trên quá trình chuyển đổi giữa mứcđầu tiên và thứ hai trong chuỗi thức ăn và được điểu khiển bởi các thông lượngNitơ, Photpho và Silic Điều quan trọng trong tính toán mô hình này là thống nhấtđược giới hạn các chu trình dinh dưỡng vĩ mô và động vật phù du như là mô hìnhchuẩn đoán biến đổi cho các tương tác phi tuyến trong hệ sinh thái của các mức thứnhất và thứ hai trong chuỗi thức ăn Thêm vào đó, mô hình còn tính toán sự biến đổicác mảnh vụn và ôxy để có thể đánh giá được lượng còn lại và các quá trình ôxyhóa Các tính toán về sinh khối sơ cấp và thứ cấp Mô hình ECOSMO đã được ápdụng một cách thành công trong việc mô tả khu vực có động lực dinh dưỡng yếukhu vực Biển Bắc

BASINS của EPA nhằm trợ giúp đánh giá kiểm tra hệ thống dữ liệu thôngtin môi trường, giúp các hệ thống phân tích môi trường và phân tích các phương ánquản lý Một điểm nổi bật của BASINS là đã đưa vào cách tiếp cận mới dựa trênnền tảng lưu vực sông, có kết hợp quản lý dữ liệu không gian thông qua hệ thông tinđịa lý GIS BASINS có thể dùng cho các mục đích sau: Mô phỏng các điều kiện củalưu vực và đánh giá hiện trạng chất lượng nước; Mô phỏng các tác động của việcthay đổi sử dụng đất có tính đến cân bằng nước, mô phỏng các kịch bản nguồn ônhiễm điểm và diện, xây dựng và phát triển cách quản lý của cả lưu vực Các nhómtham số của mô hình bao gồm: Các hợp chất dinh dưỡng của Nitơ và Photpho, DO,BOD, thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật, bùn

Bộ phần mềm MIKE do Viện Thuỷ lực Đan Mạch (DHI) phát triển vàđược thương mại hoá Một đặc điểm mạnh của MIKE rất dễ sử dụng với các giaodiện Windows, kết hợp chặt chẽ với GIS (hệ thống thông tin địa lý) MIKE tích hợpcác module thuỷ lực (HD) và chất lượng nước (ECO Lab), bao gồm: thuỷ lực,truyền tải - khuếch tán chất lượng nước MIKE là một mô hình với nhiều tính năngmạnh, khả năng ứng dụng rộng rãi cho nhiều dạng thuỷ vực khác nhau

1.1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước

Ở nước ta, trong những năm gần đây, hướng nghiên cứu, xây dựng và sửdụng mô hình trong nghiên cứu thủy động lực – môi trường đang rất được quantâm Trong đó những nghiên cứu, điều tra, tính toán ô nhiễm môi trường các vũng

vịnh và khu vực ven biển - khu vực tập trung chủ yếu các hoạt động kinh tế của conngười đã, đang được tiến hành Chương trình hợp tác với Cơ quan hợp tác Quốc tếNhật Bản - JICA (1995 – 1998) của Viện Tài nguyên và Môi trường biển – ViệnKhoa học và Công nghệ Việt Nam, đã bước đầu sử dụng phương pháp tính dòng vậtchất bổ sung (Flux) và quỹ nguồn (Budget) chạy trên phần mềm chuyên dụngCABARET of LOICZ (Mỹ) để đánh giá mức độ tích tụ và khuếch tán vật chất tạimột số điểm thuộc vịnh Hạ Long Sau đó, phương pháp nghiên cứu này còn được sửdụng tính toán mức độ dinh dưỡng của hệ đầm phá Tam Giang – Cầu Hai (ThừaThiên Huế) Tuy nhiên, phương pháp này chưa tính toán đến quá trình khuếch tánvật chất trong không gian và chỉ giới hạn tại một số điểm nhất định.

Hoàng Dương Tùng (2004), trong phạm vi luận án tiến sĩ, đã sử dụng phầnmềm DELFT 3D - WAQ đánh giá khả năng chịu tải ô nhiễm của Hồ Tây với mụcđích xây dựng căn cứ khoa học trong việc xây dựng kế hoạch bảo vệ và phát triển

Hồ Tây Nội dung đã xem xét đến khả năng biến động các yếu tố DO, BOD, COD,

NH4 , NO3-, PO4- theo không gian 2 chiều và thời gian

Trong khuôn khổ đề tài cấp Bộ Thủy sản, Trần Lưu Khanh và các cộng sựcũng đã tiến hành nghiên cứu sức chịu tải và khả năng tự làm sạch tại khu vực nuôi

cá lồng bè ở Phất Cờ (Quảng Ninh) và Tùng Gấu (Hải Phòng) dựa trên quá trìnhchuyển hóa các hợp chất dinh dưỡng, hữu cơ cũng như chế độ thủy động lực tạithủy vực nghiên cứu

Trong một số nghiên cứu thuộc chương trình cấp Nhà nước và cấp Bộ, các

đề tài đã triển khai theo hướng: đánh giá nguồn thải (như ô nhiễm biển do sông tải

ra, thuộc đề tài KT.03.07 - 1996), đánh giá tổn thất môi trường do các hoạt độngkinh tế gây ra với vùng ven biển Tuy nhiên, những nghiên cứu này chưa thể hiệnđược mức độ chi tiết cao trong thủy vực nhỏ và số các biến môi trường còn hạn chế,đồng thời còn mang tính chất vĩ mô cho khu vực nghiên cứu

Tại khu vực vịnh Cam Ranh,tuy đã có một số công trình nghiên cứu vềmôi trường của các đề tài cấp nhà nước và cấp tỉnh do GS-TS Mai Trọng Nhuận(2008), Phạm Văn Thơm (2005,2008) đã đánh giá sơ bộ về vịnh chính hoặc hiệntrạng tại khu vực khảo sát Gần đây nhất việc nghiên cứu liên quan tới sự truyền tải

các vật chất từ các cửa sông, các quá trình tự làm sạch môi trường do PGS-TS BùiHồng Long, ThS Nguyễn Hữu Huân (2011) đã sử dụng phương pháp mô hình hóaquá trình sinh học để nghiên cứu quá trình tự làm sạch của môi trường biển khu vựcvịnh Cam Ranh với nguồn thải là các nhà máy và các khu công nghiệp Đề tài sửdụng mô hình ECOSMO để tính toán, mô phỏng quá trình lan truyền một số thànhphần vật chất gây ô nhiễm, các quá trình sinh hóa từ đó có những đánh giá về quátrình tự làm sạch vịnh Bên cạnh đó còn có các công trình nghiên cứu về môi trườngkhu vực này nhưng thường tập trung phân tích hiện trạng môi trường và chưa cónhiều kết quả nghiên cứu dựa trên các mô hình số trị để có thể mô phỏng quá trìnhlan truyền các vật chất gây ô nhiễm vịnh từ các cửa sông dựa trên mối liên hệ vớiquá trình động lực Ngoài ra, do các yếu tố bảo đảm về bí mật của căn cứ quân sựCam Ranh nên trước 2008 chưa có đề tài nào nghiên cứu qui mô toàn vịnh CamRanh Phần lớn các nghiên cứu đều tập trung đánh giá phần phía nam vịnh CamRanh (là phần vịnh lớn) mà chưa đánh giá được phần đầm Thủy Triều ở phía bắcvịnh Cam Ranh “Theo quan điểm khoa học, khi nghiên cứu tài nguyên sinh vật, cụthể nghiên cứu các hệ sinh thái và nguồn lợi của vịnh Cam Ranh không nên vàkhông 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 Triềungày càng đóng vai trò quan trọng đến chất lượng môi trường nước toàn vịnh CamRanh Vì thế, tính toán lan truyền vật chất ô nhiễm vịnh Cam Ranh dựa trên công cụphần mềm MIKE là một hướng nghiên cứu mới mà học viên lựa chọn

1.2 MIKE 21 HD

1.2.1 Cơ sở toán học

Mô hình MIKE 21 HD là gói công cụ trong bộ phần mềm DHI được xâydựng bởi Viện Thủy Lực Hà Lan, đây là mô hình tính toán dòng chảy hai chiềutrong một lớp chất lỏng đồng nhất theo phương thẳng đứng

Các phương trình nước nông

Các phương trình động lượng và liên tục tích phân trên toàn bộ cột nước h

= η+d trong các phương trình nước nông được viết lại như sau:

(1.3)

trong đó t là thời gian; x, y là tọa độ Đề Các; η là mực nước bề mặt; d là độ sâu củanước tĩnh; h = η + d là độ sâu nước tổng cộng; u, v là các thành phần vận tốc theophương x và y; f = 2ªsinθ là tham số Coriolis (ª là vận tốc góc của Trái đất, θ là vĩ

độ địa lý); Error: Reference source not found tương ứng là các thành phần ứng suấttheo phương x và y tại mặt và tại đáy; g là gia tốc trọng trường; Error: Referencesource not found là mật độ nước; Error: Reference source not found,Error:Reference source not found, Error: Reference source not found và Error: Referencesource not found là các thành phần tenxơ ứng suất bức xạ; Error: Reference sourcenot found là nhớt rối theo phương thẳng đứng; Error: Reference source not found là

áp suất khí quyển; Error: Reference source not found là mật độ quy ước của nước; S

là cường độ lưu lượng cung cấp cho các điểm nguồn và (Error: Reference sourcenot found) là vận tốc tại đó nước được đổ ra môi trường xung quanh

Biến số có đường gạch ngang biểu thị giá trị trung bình theo độ sâu Ví dụ,Error: Reference source not found và Error: Reference source not found là cácthành phần vận tốc trung bình theo độ sâu được xác định bởi:

Error: Reference source not found (1.4)Thành phần ứng suất bên Tij (i,j = x,y) bao gồm cả ma sát nhớt, ma sát rối vàchênh lệch bình lưu Chúng được xác định bằng sử dụng công thức nhớt rối dựa trênnhững biến đổi vận tốc trung bình theo độ sâu

(1.5)

Phương trình truyền tải nhiệt độ và độ muối

Các phương trình truyền tải nhiệt - muối tích phân trên toàn bộ cột nướcđược viết dưới dạng:

(1.6) (1.7)trong đó, Error: Reference source not found và Error: Reference source not foundtương ứng là nhiệt độ và độ muối trung bình theo độ sâu, FT và Fs tương ứng là các

hệ số khuếch tán ngang nhiệt độ và độ muối, Error: Reference source not found lànhóm nguồn liên qua tới quá trình trao đổi nhiệt với khí quyển

Phương trình truyền tải cho đại lượng vô hướng (scalar quantity)

Các phương trình truyền tải đại lượng vô hướng tích phân theo độ sâu códạng:

(1.8)với Error: Reference source not found là trung bình theo độ sâu của đại lượng vôhướng, FC là nhóm khuếch tán theo phương ngang của đại lượng vô hướng, kp là tốc

độ suy giảm tuyến tính của đại lượng vô hướng, Cs là nộng độ của đại lượng vôhướng tại điểm nguồn

Ứng suất đáy

Ứng suất đáy, Error: Reference source not found được xác định từ địnhluật ma sát bậc hai

(1.9)trong đó, cf là hệ số ma sát đáy và Error: Reference source not found là tốc độ dòngchảy trên bề mặt đáy Vận tốc ma sát liên hệ với ứng suất đáy thông qua công thức:

(1.10)

Trong tính toán hai chiều Error: Reference source not found là vận tốctrung bình theo độ sâu và hệ số ma sát đáy có thể được xác định từ hệ số Chezy, C,hoặc hệ số Manning, M

(1.14)

Hệ số cản cũng có thể là những giá trị không đổi hoặc phụ thuộc vào tốc

độ gió Công thức bán thực nghiệm được đề xuất bởi Wu (1980, 1984) để xác địnhgiá trị của hệ số cản:

a Rời rạc hóa miền không gian

Miền tính được rời rạc hóa bằng phương pháp phần tử hữu hạn Theophương pháp này, miền tính toán được chia nhỏ thành các phần tử liên tục khôngchồng nhau Trong không gian hai chiều, vùng tính toán có thể được rời rạc hóathành từng phần tử dạng đa giác, tứ giác hoặc tam giác

Các phương trình nước nông

Dạng tổng quát của hệ các phương trình nước nông có thể được viết dướidạng:

(1.16)với U là các biến bảo toàn, F là hàm véctơ thông lượng và S là véctơ của các nhómnguồn

Trong tọa độ Đề-các, hệ các phương trình nước nông được viết dưới dạng

(1.17)trong đó, các chỉ số I và V tương ứng là các thông lượng không nhớt (đối lưu) vàthông lượng nhớt, và

Error: Reference source not found’

Error: Reference source not found, Error: Reference source not found

Error: Reference source not found, Error: Reference source not found

Error: Reference source not found

(1.18)Tích phân phương trình 1.16 trên toàn bộ phần tử thứ i và sử dụng định lýGauss để viết lại tích phân thông lượng như dưới đây

(1.20)

Ở đây Ui và Si tương ứng là các giá trị trung bình của U và S trên toàn bộphần tử thứ i và được đặt tại tâm của phần tử, NS là số cạnh của phần tử, nj véctơpháp tuyến ngoài đơn vị tại cạnh thứ j và Error: Reference source not foundГj làchiều dài của giao diện thứ j

Trong trường hợp 2D phép xấp xỉ Riemann được sử dụng để tính toán cácthông lượng đối lưu tại mặt phân cách của các phần tử Sử dụng phép giải Roe đểước lượng cho các biến phụ thuộc phía bên trái và bên phải của của giao diện Độchính xác bậc hai theo không gian đạt được bằng cách sử dụng kỹ thuật tái cấu trúcgradient tuyến tính Các giá trị gradient trung bình được ước lượng thông qua phépgiải của Jawahar và Kamath, 2000

Phương trình truyền tải

Các phương trình truyền tải xuất hiện trong mô hình nhiệt – muối, mô hìnhrối và mô hình truyền tải Tất cả các phương trình này đều có dạng chung Trongtrường 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

Các phương trình dạng tổng quát được viết:

((1.22)Trong mô phỏng 2D, có hai phương pháp giải cho tích phân theo thời gianđối với hệ phương trình nước nông và phương trình truyền tải: Phương pháp bậcthấp và phương pháp bậc cao Phương pháp bậc thấp là phương pháp Euler hiện bậcmột

(1.23)với Error: Reference source not found là bước thời gian Phương pháp bậc cao hơn

là sử dụng phương pháp Runge Kutta bậc hai có dạng

(1.24)

b Các điều kiện biên

Biên kín

Dọc theo các biên kín (biên đất liền), thông lượng trao đổi qua các biênnày thường được áp đặt là giá trị 0 cho tất cả các biên Đối với các phương trìnhđộng lượng điều này hướng đến điều kiện biên trượt hoàn toàn dọc theo biên đất.

Biên mở

Các điều kiện biên mở có thể được đưa vào theo các dạng là lưu lượnghoặc dao động mực nước mặt cho các phương trình thủy động lực Với các phươngtrình truyền tải, điều kiện biên có thể là các giá trị xác định hoặc giá trị gradient

Điều kiện khô và ướt

Các giải pháp xử lý các vấn đề về biên di động (front khô và ướt) dựa trêncác nghiên cứu của Zhao và cộng sự (1994) và Sleigh và cộng sự (1998) Khi cáctrường độ sâu nhỏ, vấn đề xảy ra là các phần tử được loại bỏ từ việc tính toán Côngthức tính toán được xây dựng lại bởi sự giảm thông lượng động lượng tới giá trịkhông và chỉ tính toán tới thông lượng khối lượng

Độ sâu của mỗi phần tử biến đổi và các phần tử được sắp xếp thành cácloại khô, bán khô, ướt Khi đó bề mặt các phần tử được kiểm tra để xác định cácđiều kiện biên ướt

Bề mặt của một phần tử được xác định là ngập nếu thỏa mãn hai tiêuchuẩn: thứ nhất, độ sâu nước tại một cạnh của bề mặt phải nhỏ hơn độ sâu tới hạnkhô hdry, và độ sâu nước ở cạnh khác của bề mặt lớn hơn độ sâu độ sâu tới hạn ngập

hflood Thứ hai, độ sâu tổng cộng của nước tĩnh tại cạnh có độ sâu nhỏ hơn hdry vàmực nước bề mặt tại cạnh khác đều phải lớn hơn giá trị 0

Một phần tử được gọi là khô nếu độ sâu nước nhỏ hơn độ sâu giới hạn khô

hdry, và không một cạnh nào bị ngập Phần tử này bị loại ra khỏi miền tính toán

Một phần tử xem như là ngập một phần nếu nếu độ sâu nước lớn hơn hdry

và nhỏ hơn độ sâu giới hạn ướt, hoặc khi độ sâu nhỏ hơn hdry và một trong số cáccạnh khác là biên ngập nước Trong trường hợp này thông lượng động lượng bằngkhông và chỉ có thông lượng khối lượng được tính

Một phần tử được gọi là ướt nếu độ sâu nước lớn hơn hwet Trong trườnghợp này cả hai thành phần thông lượng khối lượng và thông lượng động lượng đượctính

Độ sâu ướt hwet phải lớn hơn độ sâu khô giới hạn hdry và độ sâu giới hạnngập hflood, được xác định theo điều kiện hdry < hflood < hwet.

1.3 MÔĐUN ECOLAB

1.3.1 Cơ sở lý thuyết

Động lực học của bình lưu các biến trạng thái trong ECO Lab có thể được

mô tả bằng các phương trình truyền tải của vật chất không bảo toàn, có dạng:

(1.25)trong đó:

c: Nồng độ của biến trạng thái ECO Lab

u, v: Các thành phần vận tốc dòng chảy

Dx, Dy: Các hệ số khuếch tán theo phương x và y

Sc: Nguồn sinh và nguồn mất

Pc: Các quá trình trong ECO Lab

Phương trình truyền tải có thể được viết lại:

(1.26)trong đó, nhóm ADc đại diện cho tốc độ thay đổi nồng độ gây ra bởi quá trình bìnhlưu và khuếch tán (bao gồm các nguồn sinh và mất)

Khi tính toán các biến đổi nồng độ cho bước tiếp theo, một phương trìnhECO Lab số được thay thế cho các phương trình truyền tải tích phân theo thời gian.Một phương pháp xấp xỉ khác được sử dụng trong ECO Lab là xem thành phần bìnhlưu – đối lưu ADc không thay đổi trong một bước thời gian Việc giải cả hai thànhphần trong phương trình sai phân thường của ECO Lab là tổng hợp của tốc độ thayđổi gây ra do chính các quá trình nội tại và các quá trình bình lưu - khuếch tán

(1.27)Thành phần bình lưu - khuếch tán được xấp xỉ bằng công thức

(1.28)

trong đó, nồng độ tức thời c* được cho bởi quá trình truyền tải biến trạng thái trongECO Lab khi vật chất được bảo toàn trong suốt chu kỳ Error: Reference source notfound sử dụng môđun AD.

Một lợi thế chính của phương pháp này là liên kết được phương pháp giảihiện và các vấn đề phi tuyến từ các nguồn ECO Lab phức tạp, vì vậy ECO Lab vàthành phần bình lưu - khuếch tán có thể được giải một cách riêng lẻ

Phương pháp giải số được sử dụng trong mô hình ECO Lab là phươngpháp Euler, Runge Kutta 4, Runge Kutta 5

1.3.2 Ôxy hòa tan (DO) và nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD)

a Ôxy hòa tan (DO)

DO là lượng ôxy hoà tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các sinhvật nước (cá, lưỡng thê, thuỷ sinh, côn trùng v.v ) thường được tạo ra do sự hoàtan từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo, Nồng độ ôxy tự do trong nước phụthuộc vào nhiệt độ, sự phân huỷ hoá chất, sự quang hợp của tảo và v.v Khi nồng

độ DO thấp, các loài sinh vật nước giảm hoạt động hoặc bị chết Do vậy, DO là mộtchỉ số quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm nước của các thuỷ vực

Quá trình cân bằng ôxy được xem xét theo các mức độ phức tạp khác nhaucủa 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 vàomức 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 đạmhóa, nhu cầu ôxy sinh hóa, quá trình quang hợp, quá trình hô hấp, nhu cầu ôxy trầmtích (chỉ ở đáy) Các quá trình đó được mô tả bằng phương trình cân bằng sau:

trong đó:

Quá trình trao đổi ôxy giữa ôxy hòa tan trong nước và khí quyển (g/

m 3 /ngày) Quá trình này có tính đến mức bão hòa ôxy trong nước Cs phụ thuộc vàonhiệt độ và độ mặn

(1.29a)Giá trị Cs được tính thông qua biểu thức thực nghiệm sau:

Tốc độ tương tác K2 (1/s) phụ thuộc vào tốc độ gió Wv, tốc độ dòng chảy

V và độ sâu nước:

Quá trình Nitrat hóa (g/m 3 /ngày), Y1: hệ số bổ sung cho ôxy Đây là mộtquá trình khác ảnh hưởng tới cân bằng ôxy khi ôxy được sử dụng trong quá trìnhNitrat hóa từ amoniac sang nitrite

(1.29b)

Quá trình phân hủy BOD (g/m 3 /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 tốnhiệt độ, nồng độ ôxy và nộng độ vật chất hữu cơ

(1.29c)

Quá trình quang hợp (g O 2 /m 2 /ngày) Các sản phẩm ôxy từ quá trình

quang hợp được mô tả thông qua mối liên hệ giữa giá trị năng suất cực đại vào giữatrưa và biến đổi theo thời gian trong ngày

( (1.29d)

Quá trình hô hấp của sinh vật (g O 2 /m 2 /ngày) Sự suy giảm nồng độ ôxy bởi quá trình hô hấp của sinh vật

tự dưỡng và dị dưỡng thông qua biểu thức phụ thuộc nhiệt độ

a Nhu cầu ôxy sinh hoá (BOD)

BOD (Biochemical oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hoá) là lượng oxy

cần thiết để vi sinh vật oxy hoá các chất hữu Trong môi trường nước, khi quá trìnhoxy hoá sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hoà tan, vì vậy xác địnhtổng lượng oxy hoà tan cần thiết cho quá trình phân huỷ sinh học là phép đo quantrọng đánh giá ảnh hưởng của một dòng thải đối với nguồn nước BOD có ý nghĩabiểu thị lượng các chất thải hữu cơ trong nước có thể bị phân huỷ bằng các vi sinhvật

Dạng cân bằng của nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD) được mô tả bằng phươngtrình:

Độ sâu nước (m)Vận tốc dòng chảy trung bình theo độ sâu (m/s)Nồng độ bán bão hòa Nitrat hóa (mg O2/l)Nhân tố bổ sung cho ôxy

Sản phẩm quang hợp thực tế (g O2/m2/ngày)Sản phẩm quang hợp cực đại vào buổi trưa (g O2/m2/ngày)Thời điểm trong ngày

Thời gian ngày thực tếThời điểm mặt trời mọc, mặt trời lặnTốc độ hô hấp thực tế của thực vật và vi khuẩn (g O2/m2/ngày)Tốc độ hô hấp của thực vật ở 20oC (g O2/m2/ngày)

Hệ số nhiệt độ trong quang hợpTốc độ hô hấp của động vật và vi khuẩn (dị dưỡng) (g O2/m2/ngày)

Hệ số nhiệt độ trong hô hấp dị dưỡngHàm hấp thụ ánh sáng

Hệ số hấp thụ ánh sáng (1/m)

Hệ số bổ sung nhiệt độNồng độ ôxy thực tế (mg O2/l)Nồng độ ôxy bán bão hòa trong BOD (mg O2/l) Nồng độ ôxy bán bão hòa trong SOD (mg O2/l)

Thành phần amonium thu được từ quá trình phân hủy các chất hữu cơ.

Quá trình này được mô tả bằng công 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

Quá trình biến đổi thành phần nitrite sang nitrate, và quá trình này được

biểu diễn bằng công thức toán học:

Hệ số nhiệt độ cho quá trình ôxy hóaNồng độ bán bão hòa quá trình Nitrat hóa (mg O2/l)

-K5

θ5

Nồng độ của nitrite (mg/l)Tốc độ riêng chuyển đổi của nitrite sang nitrate ở 20oC (1/ngày)

Hệ số nhiệt độ chuyển đổi từ nitrite sang nitrate

c Hợp phần Nitrate (NO 3 - )

Các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình cân bằng khối nitrite được cho bởiphương trình

(1.33)

Quá trình chuyển đổi từ nitrite sang nitrate Quá trình này được mô tả

thông qua biểu thức:

(1.33a)

Quá trình khử nitơ, được biểu diễn bằng công thức:

(1.33b)trong đó:

UPb

F(N,P)

HS_PO4

-Lượng photpho hấp thụ bởi các loại thực vật (mg P/mg O2)

Lượng photpho hấp thụ bởi vi khuẩn (mg P/mg BOD)

Giới hạn dinh dưỡng trong quá trình quang hợp

Nồng độ bán bão hòa của photpho bị hấp thụ bởi vi khuẩn (mg P/l)

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU

2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

Phân bố tập trung dọc bờ tây của vực nước là các khu dân cư, các cơ sởcông nghiệp (nhà máy đường, nhà máy đóng tàu, nhà máy chế biến thủy sản,…) cáccảng hàng hóa (công suất khoảng 400 lượt tàu/năm) và cảng cá Ba Ngòi Các sự cố

về môi trường thỉnh thoảng xảy ra ở các khu vực lân cận điểm xả thải của nhà máyđường , các ao nuôi thủy sản cũng phát triển chủ yếu theo ven bờ tây và nam

2.1.2 Đặc điểm gió

Hoạt động của gió theo hai hướng chủ yếu trong năm: hướng đông nam vàtây nam (thịnh hành trong mùa khô), bắc và đông bắc (thịnh hành trong mùa mưa)tốc độ gió trung bình từ 3,6 đến 5,1 m/s Gió khô nóng tập trung vào một số ngàytrong tháng 8 với tính chất làm tăng nhiệt độ, giảm độ ẩm trong không khí Do dặcđiểm địa hình chi phối nên làm thay đổi cả tốc độ và hướng gió ở Cam Ranh so vớicác vùng khác trong vùng biển Khánh Hòa Ở Nha Trang, tần suất gió hướng đôngvượt quá 30% trong hầu hết các tháng mùa hạ, ở Cam Ranh vào thời kỳ này tần suấtgió tây nam lại lấn át so với gió đông nam

Ngoài ra, vùng Cam Ranh còn chịu sự tác động tổng hợp của hai hệ thốnggió mùa và gió đất – biển đã tạo nên những đặc điểm khác biệt trong biến độngngày đêm của gió trong khu vực Vào mùa hè, gió thổi từ đất liền ra biển với tốc độtương đối nhỏ nhưng vào buổi tối, gió thổi từ biển vào bờ với tốc độ tương đối lớn.Vào các buổi chiều, từ tháng XI đến tháng I, gió thổi chủ yếu từ hướng Bắc, từtháng II đến tháng III gió có hướng đông – đông bắc, từ tháng IV đến tháng V giólại có hướng đông – đông nam, từ tháng VI đến tháng VIII gió lại có hướng tây –nam, từ tháng IX đến tháng XII gió chuyển dần từ tây nam sang đông nam và cuốicùng ổn định ở hướng nam vào tháng XI đến hết tháng I năm sau.

2.1.3 Đặc điểm thủy, hải văn

a Đặc điểm thủy văn

Hệ thống sông suối trong khu vực nghiên cứu không nhiều, bắt nguồn chủyếu từ vùng đồi núi kéo dài thành hình cánh cung từ phía bắc (núi Cù Hin) vòng quaphía tây đến phía nam và đông nam (bán đảo Sộp) Một số lưu vực nằm trên địaphận của các tỉnh lân cận Các sông suối hầu hết đều mang đặc trưng của địa hìnhkhu vực miền trung là ngắn, dốc và nhỏ Đáng chú ý có các hệ thống sông sau đây:

- Sông Trường gồm 2 nhánh có chiều dài nguyên thủy là 11,4km và 17 km

đổ vào khu vực đỉnh đầm Do việc xây đập thủy lợi Cam Ranh Thượng, chiều dàithực tế hiện nay của các nhánh sông này còn lần lượt là 9,8km và 8km hệ thốngsông này nhận nước từ một lưu vực rộng 109,2km2 Nước từ một phần lưu vực rộngkhoảng 62,3km được giữ lại bởi hồ thủy lợi Cam Ranh Thượng có diện tích2.400.000 m2, dung tích 22 triệu m2 Ngoài việc cấp nước tưới, một phần nước quađập tràn được dẫn về Cam Đức dung trong cấp nước sinh hoạt Phần sông phía đôngnhận được nước từ lưu vực rộng 46,9km2 trong đó 31,8km2 là sườn phía nam núi CùHin, vùng còn lại là đồng bằng cát

- Sông Cạn (còn được gọi là suối Nước Ngọt) có chiều dài 20km, đổ vàophần phía bắc vịnh Cam Ranh Sông này chỉ có nước vào mùa mưa, lượng nướckhông lớn

- Sông Trà Dục, còn được gọi là sông Tà Rục, có chiều dài 22km và SuốiHành (dài 19km) đổ vào phía tây nam vịnh ở khu vực gần cảng Ba Ngòi; lưu vực

của 2 sông này rộng 186km2 Phía trên đã xây dựng đập Tà Rục để ngăn nước từphần lưu vực rộng 63,3km2 phía tây sông Tà Dục Dung tích thiết kế của hồ này là22,65 triệu m3 Ở thượng nguồn Suối Hành cũng có đập Suối Hành đã đi vào sửdụng từ nhiều năm nay Dung tích của hồ là 8 triệu km3.

- Đổ vào vịnh Cam ranh ở khu vực Cam Thịnh Đông là 2 sông nhỏ cóchiều dài lần lượt là 6 và 7km có diện tích lưu vực 25 km2 Tại khu vực Cam Lập cósông Cạn dài 10km được cung cấp nước từ lưu vực rộng 63,3km2 và sông Trâu(diện tích lưu vực 94,5km2, chủ yếu nằm trong địa phận tỉnh Ninh Thuận) SôngCạn hầu như chỉ có nước vào mùa mưa Trong lưu vực sông Trâu, vào năm 2005tỉnh Ninh Thuận đã xây dựng đập thủy điện sông Trâu (dung tích 33 triệu m3) nênlượng nước đổ vào vịnh Cam Ranh không đáng kể

Phía đông nam là vùng núi đá của bán đảo Sộp Diện tích lưu vực 50,0km2,khu vực này có các suối nhỏ và ngắn đổ trực tiếp vào vịnh trong đó có suối NướcNgọt có khả năng sử dụng vào việc phục vụ du lịch Ngoài ra còn có các suối nhỏtích nước vào mùa mưa

b Đặc điểm hải văn:

Sóng biển: do Cam Ranh là vịnh kín nên sóng ở khu vực này nhỏ và yếu.Đặc trưng của sóng thay đổi theo mùa: vào mùa khô, ở phía bắc của vịnh Cam Ranh

và vùng cửa vịnh, sóng thường nhỏ hơn ở phía nam độ cao của sóng hướng tâynam thường nhỏ hơn nhiều so với hướng đông bắc

Thủy triều: vùng biển Khánh Hòa trải dài theo chiều kinh tuyến, với khoảng120km và có nhiều vũng vịnh sâu, kín, khúc khuỷu Vì vậy, chế độ thủy triều biếnđổi từ vùng này sang vùng khác ở khu vực vịnh Cam Ranh, chế độ triều là bán nhậttriều, biên độ triều trung bình 1,5m

Dòng chảy: phân bố dòng chảy trên toàn bộ bề mặt vịnh tương đối phức tạp,phương và chiều của dòng chảy tại các điểm biến đổi khá rõ rệt Theo số liệu khảosát tháng 8 năm 2003 cho thấy: vận tốc dòng chảy cao nhất tại tầng mặt là 46cm/s ởkhu vực trung tâm vịnh, tốc độ dòng chảy dao động trong khoảng 6 – 46cm/s, caohơn ở khu vực đầm Thủy Triều (tốc độ nhỏ khoảng 4-7cm/s) Tại các eo và khu vựchẹp tốc độ dòng chảy tương đối lớn: mũi Hòn Lương 26cm/s, vùng bở thôn Mỹ Ca

32cm/s Vào pha triều lên, có thể thấy xu thế truyền triều từ đông sang tây, từ namlên bắc Đặc biệt, giai đoạn khảo sát vào thời kỳ triều cường vì vậy tốc độ và hướngdòng tầng mặt và đáy sai khác rất ít.

2.1.4 Đặc điểm nhiệt - muối

Vịnh Cam Ranh là vịnh tương đối nhỏ và độ sâu trung bình tương đốithấp Khả năng trao đổi nước giữa vịnh và Biển Đông tương đối mạnh thông quacửa lớn phía đông nam Mặt khác, vịnh Cam Ranh không chịu ảnh hưởng bởi khốinước ngọt từ hệ thống cửa sông nên bức tranh phân bố nhiệt muối thể hiện rất đặctrưng của nước biển từ ngoài cửa lớn truyền vào vịnh Trên cơ sở phân tích xu thếbiến động theo không gian và thời gian các yếu tố nhiệt - muối cho thấy: Nhiệt độnước có thể đạt cực đại 32,0°C vào mùa hè, đạt cực tiểu 20,27°C vào mùa đông, độmuối đạt cực đại 34,42‰ vào mùa hè và cực tiểu 29.51‰ vào mùa đông

Phân bố nhiệt độ tầng mặt: nhiệt độ giảm dần từ 32°C ở đỉnh đầm ThủyTriều đến 25°C ở cửa vịnh Nhiệt độ thấp nhất là 24,53°C, cao nhất là 32,33°C,nhiệt độ trung bình của tầng mặt toàn vịnh là 28,21°C Phân bố nhiệt độ tầng đáy:nhiệt độ giảm dần từ đỉnh đầm Thủy Triều ra tới cửa vịnh Cam ranh (từ 31,5°Cxuống 21°C) Nhiệt độ thấp nhất là 20,27°C, nhiệt độ cao nhất là 32,16°C, trungbình tầng đáy toàn vịnh là 23,55°C Sự chênh lệch của nhiệt độ trung bình ở tầngđáy so với tầng mặt tương đối cao (5,58°C)

Phân bố độ mặn ở tầng mặt: các đường đồng mức độ mặn có giá trị giảmdần từ cửa vịnh lên phía bắc Biến đổi độ mặn theo không gian tương đối rõ rệt vàđều đặn so với nhiệt độ độ mặn thấp là 30,59‰, cao nhất là 34,16‰, mức chênhlệch là 3,57‰, giá trị trung bình tầng mặt là 33,47‰ Phân bố độ mặn ở tầng đáy,các đường đẳng độ mặn cũng có giá trị giảm dần từ cửa vịnh trở vào nhưng mức độchênh lệch cao hơn một chút Cực tiểu độ mặn là 29,51‰, cực đại là 34,42‰ và độmặn trung bình 33,85‰ Chênh lệch độ mặn trung bình giữa tầng mặt và tầng đáy

là 0,38‰

2.1.5 Đặc điểm dòng chảy

Dòng chảy vịnh Cam Ranh cũng chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi ba yếu tốchính: Hệ thống gió mùa và gió địa phương, địa hình khu vực vịnh, quá trình truyền

triều từ biển vào Tuy nhiên, vịnh tương đối kín chỉ thông qua ra biển khơi bằngmột cửa duy nhất, độ sâu và chiều rộng của vịnh không lớn, vịnh trải dài, phần đỉnhvịnh nhỏ hẹp nên dòng chảy ở đây hoàn toàn bị chi phối bởi dòng triều

Vào mùa khô, dòng chảy tầng mặt trừ khu vực đầm Thủy Triều các khuvực khác có độ sâu tương đối lớn D ≈ 20m, do đó tốc độ dòng chảy phân bố tươngđối đều Vtb ≈ 0,15m/s, Vmax ≈ 0.27m/s, tốc độ dòng chảy lớn xuất hiện dọc trung tâmcủa vịnh, vịnh Bình Ba Dải ven bờ phía tây và đầm thủy triều có tốc độ dòng chảynhỏ hơn Do khu vực có độ sâu lớn tập trung dọc theo trục vịnh nên hướng dòngchảy chỉ có chiều vào và ra Riêng khu vực phía nam của vịnh đã hình thành hoànlưu xoáy thuận tương đối rõ nét Điều này có thể lý giải do vịnh Cam ranh là mộtlạch hẹp, sâu nên dòng triều trên các tầng là tương đối đồng nhất Nhìn chung khảnăng trao đổi nước trên toàn vịnh vào mùa khô là tương đối tốt, trừ dải ven bờ phíatây đầm Thủy Triều (nơi có độ sâu nhỏ)

Vào mùa mưa, dòng chảy tầng mặt có tốc độ lớn tại khu vực trung tâmvịnh dao động trong khoảng Vtb ≈ 0,25m/s, Vmax ≈ 0.50m/s và có xuất hiện xoáythuận phía nam tương đối rõ nét Khả năng trao đổi nước trên toàn vịnh là khá tốt.Theo đánh giá của các đề tài khác, thời kỳ này ngoài tác động của dòng chảy thì còn

có tác động đáng kể của sóng mặt giúp quá trình trao đổi nước được tốt hơn

Sự phân bố của dòng chảy tại vịnh Cam Ranh cho thấy dòng triều có vaitrò quyết định trong quá trình trao đổi nước của vịnh Trong vịnh Cam Ranh códòng chảy đồng nhất cà về hướng và cường độ, hướng dòng chảy tập trung theo xuthế chảy vào – ra Khu vực phía nam vịnh hình thành tương đối rõ nét hoàn lưuxoáy thuận Phần phía đông trao đổi nước tốt hơn bờ tây Nhìn chung đây là vịnh có

sự trao đổi nước với biển lớn rất tốt

2.1.6 Đặc điểm thủy triều và dao động mực nước

Vịnh Cam Ranh có dòng chảy chịu tác động của thủy triều là chủ yếu do

đó trao đổi nước, khả năng tự làm sạch, khả năng chống tai biến thiên nhiên phụthuộc chặt chẽ vào chế độ triều cũng như dao động mực nước Vì vịnh trao đổi vớibiển lớn thông qua 1 cửa nên chịu ảnh hưởng của chế độ triều trong khu vực biểnKhánh Hòa Thủy triều trong khu vực biển Khánh Hòa mang tính chất nhật triều

không đều Các kết quả nghiên cứu và tính toán từ số liệu mực nước tại trạm Cầu

Đá Nha Trang cho thấy rằng, giá trị của chỉ số Vaderstok là 2.6 Kết quả thống kêcùng chỉ ra rằng: mực nước cao nhất là 235cm, mực nước thấp nhất là 4cm, mựcnước trung bình là 124cm Biên độ dao động mực nước lớn nhất trong năm là222cm, trung bình là 212cm

2.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI

Thành phố Cam Ranh gồm 9 phường và 18 xã Tổng dân số thành phố ướcđạt 500.224 người, với mật độ dân số đạt 400 người/km2 Dân cư chủ yếu là dân tộcKinh, phân bố không đồng đều, tập trung đông ở tất cả các phường và một số xãnhư Cam Đức, Cam Bình, Cam Thành Bắc, Cam Hải Tây,… nơi nằm ven các trụcgiao thông, cảng biển hoặc là địa bàn thuận lợi cho hình thành, phát triển đô thị vàcác khu công nghiệp, địch vụ, du lịch

Thành phố Cam Ranh có nhịp độ phát triển các ngành kinh tế khá cao, đặcbiệt là trong các ngành công nghiệp, dịch vụ và du lịch Khu vực mang các đặcđiểm địa sinh thái của vùng ven biển Nam Trung Bộ, vì thế tài nguyên ven biển tạocác sinh kế chính cho cộng đồng bên cạnh hoạt động nông nghiệp (lúa và hoa màu)

ở các vùng đồng bằng nhỏ hẹp ven biển là hoạt động đánh bắt, nuôi trồng thủy hảisản, khai thác khoáng sản và công nghiệp chế biến

Nền kinh cơ cấu kinh tế chính của thành phố Cam Ranh là: công nghiệp,nông nghiệp, du lịch, dịch vụ Các ngành công nghiệp chủ yếu là: Chế biển thựcphẩm, đường, chế biến thức ăn thủy sản, chế biến các sản phẩm lâm nghiệp,…;Công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, thủy sản đông lạnh, muối; Công nghiệp cơkhí, hóa chất (Nhà máy sữa chữa ôtô, tàu thuyền, chất tẩy rửa…) Hoạt động sảnxuất nông nghiệp cũng đóng vai trò lớn trong tỷ trọng kinh tế của thành phố nhưngcũng góp phần làm suy giảm chất lượng môi trường Kinh tế thủy sản cũng là mộtthế mạnh của Khánh Hòa nói chung và của Cam Ranh nói riêng Sản lượng thủy sảnước đạt 21.103 tấn, nuôi trồng đạt 3.602 tấn, trong đó tôm hùm trên 600 tấn, rongsụn trên 2.165 tấn, nhuyễn thể 200 tấn, cá biển 20 tấn,… Tuy nhiên với phươngthức khai thác vẫn còn lạc hậu, các nguồn lợi tài nguyên và môi trường biển luôn bị

đe dọa và ngày càng cạn kiệt Kinh tế du lịch cũng là một trong những ngành mũi

nhọn của thành phố và tỉnh Nhưng đây cũng là một lĩnh vực có nhiều sức ép đốivới các vấn đề tài nguyên, môi trường, xã hội cho các nhà quản lý, các nhà khoa họccũng như toàn thể cộng đồng Ngành giao thông vận tải biển đã và đang được chú ý,đầu tư và phát triển ở Cam Ranh song vẫn chưa phát huy hết tiềm năng, công suấtcảng Ba Ngòi Cam Ranh hiện chỉ tiếp nhận hơn 1 lượt tàu/ngày là chưa đáng kể đốivới nền kinh tế của tỉnh Trong tương lai khi chuyển cảng hàng hóa từ Nha Trang vềCam Ranh, áp lực tàu thuyền ra vào sẽ tăng lên, bên cạnh đó áp lực của các vấn đề

về môi trường cũng sẽ tăng lên Hệ thống cảng Ba Ngòi đang thực hiện nhiệm vụtrung chuyển hàng hóa với trọng tải tương đối lớn, nơi neo đậu của các tàu khách dulịch trong nước Dọc theo bờ biển Cam Ranh là khu vực ra vào của các tàu cá côngsuất cỡ nhỏ và còn là khu vực dân sinh dọc theo bờ vịnh Đó cũng là những đểmnóng có khả năng làm ô nhiễm vùng vịnh

2.3 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG VỊNH CAM RANH

2.3.1 Các nguồn thải

Cam Ranh hướng tới một thành phố du lịch, công nghiệp và dịch vụ Vìvậy, trong nội thành phần lớn là các xí nghiệp có quy mô vừa và nhỏ, có khu côngnghiệp hỗ trợ cho phát triển kinh tế ở thành phố Nha Trang (chỉ tập trung phát triển

du lịch) Hệ thống nước thải từ các xí nghiệp đổ ra sông với hệ thống cống thảinước sinh hoạt chưa qua xử lí trực tiếp hay gián tiếp đổ ra biển Hệ thống nước thải

đổ vào các con sông chảy ra cửa sông với cường độ và khối lượng lớn hơn nhiềuvào thời kỳ mùa mưa Hệ thống nước thải thành phố được chia thành ba vùng chính:Vùng thứ nhất nằm phía bắc thành phố (khu đô thị mới) Vùng này chỉ có một cốngthải Nước thải hiện nay khả năng lớn là thải trực tiếp ra vịnh qua hệ thống sông vìtrong bản đồ qui hoạch đô thị mới chưa thấy có vị trí của nhà máy xử lý nước thảicho khu đô thị Vùng thứ hai là vùng trung tâm thành phố Do địa hình và lịch sử,cống thải không tập trung mà được chia thành nhiều nhánh đổ ra vịnh dọc theo bờphía tây và hầu như là không qua xử lý Vùng phía tây nam là khu vực dân cư, dulịch và cảng vụ, khu chế biến thực phẩm, đóng tàu Nước thải chủ yếu là nhà máyđóng tàu, chế biến thực phẩm, cảng cá, nước thải sinh hoạt,… các nguồn nước thải

này đều thải trực tiếp ra vịnh làm ảnh hưởng đến chính các khu vực trên và khu vựcxung quanh

Bên cạnh đó, mỗi ngày vịnh Cam Ranh phải chịu hơn 10 tấn rác thải từcác lồng nuôi hải sản và vùng nuôi trồng hải sản ở khu vực quanh vịnh và khu vựcđầm Thủy Triều Ngoài ra, vịnh còn hứng chịu một lượng lớn chất thải từ nhà máyđường Cam Ranh, dù đã qua xử lý song vẫn không triệt để nên vẫn gây tai biến môitrường cục bộ ở khu vực xung quanh nhà máy Tất cả những tác động tổng hợp trên

đã làm môi trường vịnh ngày càng thêm ô nhiễm và đã có những dấu hiệu ban đầucho thấy sức tải môi trường của vịnh bắt đầu tới hạn

2.3.2 Chất lượng nước vịnh Cam Ranh

Trong những năm gần đây, chất lượng môi trường vịnh Cam Ranh trêndiện rộng tuy vẫn còn khá tốt nhưng đang diễn ra với xu thế xấu đi, đã xuất hiệnnhiều tai biến môi trường cục bộ ảnh hưởng trực tiếp tới hoạt động nuôi trồng thủysản Hiện nay đã xuất hiện nhiều nguy cơ khai thác quá mức, ô nhiễm gây ảnhhưởng đến suy giảm hệ sinh thái, đe dọa đa dạng sinh học Kết luận này được đưa ratrên cơ sở khảo sát, phân tích, tổng hợp một cách khoa học, có kế thừa liên tục từnăm 2000 đến nay Nhiều đánh giá cho thấy hiện tượng ô nhiễm xảy ra vào mùamưa, tổng lượng vật chất có 2 yếu tố vật lơ lửng và Fe có nguy cơ ảnh hưởng lớnđến chất lượng môi trường và trầm tích vịnh Cam Ranh Chất thải hiện nay vào môitrường vịnh là từ khu vực dân cư, nuôi trồng thủy sản và hoạt động công nghiệp.Trong tương lai gần hai khu công nghiệp Nam và Bắc Cam Ranh có thể đi vào hoạtđộng sẽ gia tăng nguy cơ rủi ro ô nhiễm môi trường cho toàn vịnh Nước thải từ nhàmáy đường và khu dân cư nếu không được bổ sung thêm nhà máy xử lý chất thảitập trung có xử lý qua giai đoạn hồ sinh học thì nguy cơ tác động đến môi trườngvịnh là rất lớn Các khu vực có thể xảy ra tai biến cục bộ trong tương lai gần có thểdẫn đến tình trạng ưu dưỡng là: khu vực đầm Thủy Triều, khu vực nam đầm ThủyTriều, khu vực lân cận nhà máy đóng tàu, khu vực bờ Tây Nam vịnh Cam Ranh(Phạm Văn Thơm - 2008)

CHƯƠNG 3 ÁP DỤNG MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ

3.1 THIẾT LẬP CÁC THÔNG TIN ĐẦU VÀO CHO MÔ HÌNH

3.1.1 Thu thập số liệu

Khu vực vịnh Cam Ranh đã được tiến hành nhiều chuyến khảo sát thựcđịa và thu được những nguồn số liệu phong phú về các lĩnh vực nghiên cứu khácnhau Tuy nhiên, việc thu thập số liệu về các yếu tố động lực, môi trường cũng gặpnhững khó khăn nhất định Trong những năm gần đây, các đề tài nghiên cứu cấp cơ

sở, cấp tỉnh, cấp Viện Khoa học và Công Nghệ Việt Nam, Các dự án quốc tế đã vàđang được tiến hành trên khu vực này

- Số liệu tổng hợp: Đề tài “Điều tra đánh giá tài nguyên môi trường các vũngvịnh trọng điểm ven bờ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môitrường” do GS.TS Mai Trọng Nhuận làm chủ nhiệm, năm 2008

- Số liệu các yếu tố mực nước, khí tượng, thủy văn và môi trường: Đề tài

“Nghiên cứu khả năng tự làm sạch, đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ và cảithiện chất lượng môi trường đầm Thủy Triều - vịnh Cam Ranh” do PGS.TS.Bùi Hồng Long và ThS Nguyễn Hữu Huân đồng chủ nhiệm

- Số liệu tham khảo và kế thừa từ các đề tài cấp tỉnh tại khu vực vịnh CamRanh trong các năm 2005, 2008 do CN Phạm Văn Thơm làm chủ nhiệm

Hình 3.2: Bản đồ

trạm khảo sát mùa

khô (tháng

05/2011)

Hình 3.3: Sơ đồ trạm khảo sát mùa mưa (tháng 10/2011)

độ từ 11o48’43,842” đến 12o07’30”

3.1.3 Thiết lập lưới tính

Một trong những công cụ ưu việt của phần mềm MIKE là thiết lập lướimột cách tiện lợi và nhanh chóng Với đặc điểm của khu vực nghiên cứu có địa hìnhnhỏ hẹp, độ sâu không cao, đặc biệt vùng đầm Thủy Triều thông với vịnh CamRanh qua một eo hẹp nên việc mô phỏng các quá trình động lực và khuyếch tán vậtchất gây ô nhiễm là phức tạp Vì vậy, để có được lưới tính mô phỏng địa hình đáygần với địa hình thực tế vùng nghiên cứu, dạng cấu trúc không lưới là một trongnhững giải pháp thường được sử dụng trong mô hình

vùng nghiên cứu

Từ số liệu địa hình và số liệu biên bờ của vịnh, tác giả đã thiết lập lưới tínhtương đối chi tiết trên toàn bộ miền tính Với 7629 tam giác từ 4447 nút lưới, diệntích tam giác nhỏ nhất là 57m2, diện tích tam giác lớn nhất là 0,215 km2 Trong đó,

có tiểu vùng được thiết lập với lưới tính tương đối chi tiết là phần ven bờ phía trongvịnh và phần đầm Thủy Triều Biên cứng là đường bờ, biên lỏng là phần cửa vịnhtiếp giáp với vùng biển Khánh Hòa Giới hạn và vị trí tọa độ biên lỏng từ kinh độ

109o11’28,688” đến 109o12’11,200” , từ vĩ độ 11o52’27,182” đến 11o52’47,962”.Giới hạn và vị trí tọa độ biên cứng từ kinh độ 109o06’51,611”đến 109o12’56,358” từ

vĩ độ 11o49’13,508” đến 11o07’07,814”

3.1.4 Điều kiện biên và điều kiện ban đầu

Với môđun MIKE 21 HD, tại biên lỏng phía biển là biên cửa lớn của vịnhnằm phía Tây Nam, thông với biển Khánh Hòa Mô hình sử dụng dao động mựcnước biển làm điều kiện biên Các phần mềm dự báo mực nước hiện nay đang rấtđược sử dụng như như gói phần mềm Tide42 hoặc gói phần mềm đã được tích hợpsẵn trong MIKE đều cho kết quả tương đối chính xác Tuy nhiên, để tiện lợi, tác giả

sử dụng số liệu mực nước tại các biên lỏng từ kết quả dự báo thủy triều của góiphần mềm TMD (Tide Model Driver) Đây là một gói phần mềm cho phép dự báothủy triều trên toàn cầu do viện ESR (Earth & Space Research, Mỹ), là viện nghiêncứu phi lợi nhuận về không gian và trái đất xây dựng

Trường gió đưa vào mô hình là trường gió trung bình tháng của hướng gióthịnh hành nhất trong tháng đó

Bảng 3.1:Tốc độ gió trung bình tháng và hướng gió thịnh hành trong tháng

khu vực Cam Ranh (Số liệu được lấy từ Đài Khí tượng Thủy văn Nam Trung bộ)

Tốc độ gió (m/s) 4.7 4.5 4.8 4.6 4.7 3.6 3.7 3.8 3.9 4.1 4.8 5.1

Với mô đun ECO Lab, các giá trị biên đưa vào dựa trên các kết quả phântích mẫu trong các tháng đại diện cho hai mùa Giá trị biên ngoài được lấy từ các sốliệu quan trắc tại các trạm xa bờ, nơi có thể xem không còn ảnh hưởng của các yếu

tố môi trường có nguồn gốc từ lục địa xét trên quy mô mùa

Tại thời điểm bắt đầu tính của mô hình, mực nước trên toàn miền tính làgiá trị trung bình mực nước trên các biên tại thời điểm bắt đầu tính Các thành phầnvận tốc dòng chảy bằng không Giá trị nồng độ các chất ô nhiễm trên toàn bộ miềntính được nội suy từ số liệu quan trắc tại 18 trạm phân bố trên toàn vịnh và các giátrị tại các biên (hình 3.2, hình 3.3), các kết quả này được sử dụng làm điều kiện banđầu của các yếu tố ô nhiễm Ngoài ra giá trị đầu vào của các yếu tố ô nhiễm môitrường tại biên là các kết quả của trạm đo liên tục tại cửa vịnh Cam Ranh củachuyến khảo sát trong tháng 5 và tháng 10/2011(bảng 3.2, bảng 3.3)

Bảng 3.2: Trung bình các giá trị tại biên của các thành phần vật chất trong mô

hình tính tính toán trong mùa khô

STT Temp (°C) Sal (‰) DO (mg/l) BOD (mg/l) PO4 (mg/l) NH4 (mg/l) NO3 (mg/l)

Bảng 3.3: Trung bình các giá trị tại biên của các thành phần vật chất trong mô

hình tính tính toán trong mùa mưa

STT Temp (°C) Sal (‰) DO (mg/l) BOD (mg/l) PO4 (mg/l) NH4 (mg/l) NO3 (mg/l)

Bảng 3.4: Giá trị các biến trạng thái sử dụng trong môđun ECO Lab

hình

( 0 ), (m)

2 Quá trình BOD: Tốc độ phân rã bậc 1 tại 20 o C (dạng hòa tan) Hằng số 0.161 (/ngày)

3 Quá trình BOD: Tốc độ phân rã bậc 1 tại 20 o C (dạng lơ lửng) Hằng số 0.05 (/ngày)

4 Quá trình BOD: Tốc độ phân rã bậc 1 tại 20 o C (dạng trầm tích) Hằng số 0.05 (/ngày)

5 Quá trình BOD: Hệ số nhiệt của tốc độ phân rã (dạng hòa tan) Hằng số 1.07 Phi thứ nguyên

6 Quá trình BOD: Hệ số nhiệt của tốc độ phân rã (dạng lơ lững) Hằng số 1.07 Phi thứ nguyên

7 Quá trình BOD: Hệ số nhiệt của tốc độ phân rã (dạng trầm tích) Hằng số 1.07 Phi thứ nguyên

8 Quá trình BOD: Nồng độ ôxy bán bão hòa Hằng số 2 mg/l

9 Quá trình tái lơ lửng: Vận tốc dòng chảy tới hạn Hằng số 0.3 m/s

10 Quá trình tái lơ lửng: Tỉ lệ tái lơ lửng của BOD (dạng trầm

tích)

Hằng số 0 (/ngày)

11 Quá trình lắng đọng: vận tốc dòng chảy tới hạn Hằng số 0.1 m/s

12 Quá tình lắng đọng: Tỉ lệ lắng đọng của BOD (dạng trầm tích) Hằng số 0.2 (/ngày)

13 Quá trình đạm hóa: Tốc độ phân rã bậc 1 ở 20 0 C Hằng số 0.05 (/ngày)

14 Quá trình đạm hóa: Hệ số nhiệt của tốc độ phân rã Hằng số 1.088 Phi thứ nguyên

15 Quá trình đạm hóa: Nhu cầu ôxy cho quá trình đạm hóa Hằng số 4.57 g O2/g NH4-N

16 Quá trình đạm hóa: Nồng độ ôxy bán bão hòa Hằng số 2 mg/l

17 Quá trình ôxy: Cực đại sản xuất ôxy buổi trưa, m 2 Hằng số 2 (/ngày)

18 Quá trình ôxy: Độ sâu đĩa Secchi Hằng số 0.4 m

19 Quá trình ôxy: Hệ số hiệu chỉnh vào buổi trưa Hằng số 0 giờ

20 Quá trình ôxy: Tốc độ hô hấp của thực vật, m 2 Hằng số 0 (/ngày)

21 Quá trình ôxy: Hệ số nhiệt quá trình hô hấp Hằng số 1.08 Phi thứ nguyên

22 Quá trình ôxy: Nồng độ bán bão hòa trong quá trình hô hấp Hằng số 2 mg/l

23 Quá trình ôxy: Nhu cầu ôxy trầm tích trên m 2 Hằng số 0.5 (/ngày)

24 Quá trình ôxy: Hệ số nhiệt của SOD Hằng số 1.07 Phi thứ nguyên

25 Quá trình ôxy: Nồng độ bán bão hòa của SOD Hằng số 2 mg/l

26 Quá trình ammoniac: Tốc độ giải phóng ammoni từ quá trình

phân rã BOD (dạng hòa tan)

Hằng số 0.3 g NH4-N/g BOD

27 Quá trình ammoniac: Tốc độ giải phóng ammoni từ quá trình

phân rã BOD (dạng lơ lửng)

Hằng số 0.3 g NH4-N/g BOD

28 Quá trình ammoniac: Tốc độ giải phóng ammoni từ quá trình

phân rã BOD (dạng trầm tích)

Hằng số 0.3 g NH4-N/g BOD

29 Quá trình ammoniac: Tổng NH3-N hấp thụ bởi thực vật Hằng số 0.066 g N/g DO

30 Quá trình ammoniac: Tổng NH3-N hấp thụ bởi vi khuẩn Hằng số 0.109 g N/g DO

31 Quá trình ammoniac: Nồng độ bán bão hòa của Nitơ hấp thụ Hằng số 0.05 mgN/l

32 Quá trình Nitrat: Tốc độ khử nitơ bậc nhất ở 20 0 C Hằng số 0.1 (/ngày)

33 Quá trình Nitrat: Hệ số nhiệt độ của tốc độ khử nitơ Hằng số 1.16 Phi thứ nguyên

34 Quá trình Phốtpho: Lượng phốtpho chứa trong BOD hòa tan Hằng số 0.06 g P/g BOD

35 Quá trình Phốtpho: Lượng phốtpho chứa trong BOD lơ lửng Hằng số 0.06 g P/g BOD

36 Quá trình Phốtpho: Lượng phốtpho chứa trong BOD trầm tích Hằng số 0.0091 g P/g BOD

37 Quá trình Phốtpho: Lượng PO4-P hấp thụ bởi thực vật Hằng số 0.06 g P/g DO

38 Quá trình Phốtpho: Lượng PO4-P phân hủy bởi vi khuẩn Hằng số 0.015 g P/g DO

39 Quá trình Phốtpho: Nồng độ bán bảo hòa của phốtpho hấp thụ Hằng số 0.005 mgP/l

3.2 HIỆU CHỈNH MÔ HÌNH

Khi đã thiết lập các thông tin cần thiết cho mô hình, tiến hành kiểm tra vàhiệu chỉnh mô hình phù hợp với các đặc trưng vùng nghiên cứu Đây là một trongnhững bước quan trọng để đánh giá độ tin cậy của mô hình cũng như các kết quảtính toán

Với chuỗi số liệu dòng chảy liên tục được tiến hành khảo sát vào tháng5/2010, tháng 10/2010 tại cửa vịnh Cam Ranh thuộc đề tài “Nghiên cứu khả năng tựlàm sạch, đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ và cải thiện chất lượng môi trường