Nghiên cứu sự lan truyền chất trong vịnh cửa lục – quảng ninh

Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế MỤC LỤC MỤC LỤC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc đồ án Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 1.1.1 Vị trí địa lý, địa hình 1.1.2 Đặc điểm khí tượng, khí hậu 1.1.3 Đặc điểm hải văn .5 1.1.4 Đặc điểm thủy văn dòng chảy sông 1.2 Hiện trạng ô nhiễm vịnh Cửa Lục 1.2 Tổng quan mô hình toán EFDC 2.1 Các số liệu 2.1.2 Số liệu thủy hải văn 2.2 Thiết lập mô hình thủy lực 2.2.1 Thiết lập miền tính lưới tính toán 2.2.2 Thiết lập điều kiện biên .8 2.2.3 Thiết lập điều kiện ban đầu 2.2.4 Thời kỳ tính toán .10 2.2.5 Các thông số mô hình 10 2.3 Hiệu chỉnh kiểm định mô hình thủy lực 10 2.3.1 Kết hiệu chỉnh mô hình thủy lực 11 2.3.2 Kết kiểm định mô hình thủy lực 12 2.4 Phân tích chế độ thủy động lực học khu vực nghiên cứu 13 2.4.1 Biến đổi vận tốc theo mùa 13 2.4.2 Biến đổi vận tốc theo độ sâu .18 Chương 3: MÔ PHỎNG LAN TRUYỀN CHÁT Ô NHIỄM TRONG VỊNH CỬA LỤC 22 SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế 3.1 Thiết lập mô hình mô chất lượng nước khu vực nghiên cứu 22 3.1.1 Miền tính lưới tính mô hình chất lượng nước .22 3.1.2 Thiết lập điều kiện biên cho mô hình chất lượng nước 22 3.1.3 Thiết lập nguồn xả thải 22 3.1.4 Thời gian tính toán hiệu chỉnh mô hình 23 3.1.5 Kết luận .24 3.2 Đánh giá chất lượng nước qua kịch 24 3.2.1 Xây dựng kịch 24 3.2.2 Hiện trạng chất lượng nước vịnh Cửa Lục năm 2008 .24 3.2.3 Phân tích chất lượng nước vịnh Cửa Lục lưu lượng thải khu công nghiệp Cái Lân tăng 1.5 lần – Kịch .30 3.2.4 Phân tích chất lượng nước vịnh Cửa Lục có thêm nước thải sinh hoạt Bãi Cháy tăng lên lần – Kịch 32 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35 Kết luận 35 Kiến nghị 35 Tài liệu tham khảo 36 SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Lưu vực vịnh Cửa Lục có mối quan hệ trực tiếp với vịnh Hạ Long Phần lớn chất gây ô nhiễm đổ vào vịnh không phân giải hết chuyển vịnh Hạ Long thông qua eo Cửa Lục Chất lượng nước vịnh Cửa Lục phụ thuộc chủ yếu vào tải lượng ô nhiễm hoạt động kinh tế xã hội diễn khu vực đổ vào vịnh có liên quan chặt chẽ với chất lượng nước khu vực ven biển Bãi Cháy Hồng Gai Theo Hội khoa học kỹ thuật biển Việt Nam, 70% chất gây ô nhiễm từ nguồn lục địa đổ vùng cửa sông ven biển, sau tương tác vùng biển, chất nguy hại tích luỹ lại với hàm lượng ngày cao ven bờ Mục tiêu đề tài Đề tài thực nhằm đánh giá đánh giá lan truyền chất ô nhiễm vịnh Cửa Lục với lưu lượng xả thải khác nhau, với việc ứng dụng mô hình EFDC đánh giá chất lượng nước vịnh Cửa Lục trường hợp: trang trường hợp với lưu lượng xả thải khác Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đồ án chế độ thủy động lực, chất lượng nước khu vực vịnh Cửa Lục Phạm vi nghiên cứu toán thủy lực chất lượng nước khu vực vịnh Cửa Lục với ảnh hưởng chế độ thủy triều dòng chảy từ sông Vùng nghiên cứu che chắn nên bỏ qua tác động trình khác sóng, gió Phương pháp nghiên cứu Đề tài đồ án tốt nghiệp thực với phương pháp nghiên cứu phương pháp tiếp cận kế thừa, phương pháp phân tích tổng hợp phương pháp mô hình toán SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế Đồ án kế thừa kết nghiên cứu khu vực thực trước đây, kế thừa, áp dụng có chọn lọc kiến thức công cụ mô hình thủy động lực học, vận chuyển bùn cát có giới nước Nghiên cứu đồ án sử dụng phương pháp phân tích số liệu phương pháp mô hình hóa để phân tích, đánh giá tổng hợp so sánh Các loại số liệu thu thập phân tích nghiên cứu bao gồm: Số liệu điều kiện tự nhiên hệ thống sông ngòi, cửa sông, bờ biển hải đảo; số liệu địa hình; thông tin hệ thống trạm đo; số liệu khí tượng thủy văn (mực nước, vận tốc dòng chảy…), số liệu hải văn (sóng, thủy triều), số liệu bùn cát (bùn cát lơ lửng, đường cấp phối hạt …) Đề tài nghiên cứu đồ án tốt nghiệp khai thác, sử dụng phần mềm mô hình EFDC để mô thủy chế độ thủy động lực học, chất lượng nước khu vực nghiên cứu với công cụ xử lý số liệu khác Theo phương pháp mô hình toán, vào số liệu thu thập mục đích nghiên cứu, đồ án thực bước: Thiết lập miền tính toán, lưới tính, trạm kiểm tra; Thiết lập điều kiện ban đầu, điều kiện biên (biên trên, biên dưới); Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình Sau hiệu chỉnh kiểm định, mô hình dùng để tính toán mô phục vụ cho việc phân tích trạng chế độ thủy động lực, chất lượng nước khu vực nghiên cứu Cấu trúc đồ án Ngoài phần mở đầu phần kết luận, nội dung đồ án gồm có chương: Chương 1: Giới thiệu chung khu vực nghiên cứu Chương 2: Tổng quan mô hình toán Chương 3: Mô chế độ thủy động lực vịnh Cửa Lục Chương 4: Mô lan truyền chất ô nhiễm vịnh Cửa Lục SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 1.1.1 Vị trí địa lý, địa hình Lưu vực vịnh Cửa Lục bao gồm phần lớn địa phận huyện Hoành Bồ phía bắc (xã Việt Hưng, Sơn Dương, Dân Chủ, Vũ Oai, Trới, Hòa Bình, Đồng Lâm, Lê Lợi, Thống Nhất thị trấn Trới) số phường thuộc thành phố Hạ Long phía nam (Cao Xanh, Hà Khẩu, Cao Thắng, Giếng Đáy, Bãi Cháy, Trần Hưng Đạo, Hà Lâm, Yết Kiêu) Hình 1.1: Khu vực vịnh Cửa Lục – Quảng Ninh 1.1.2 Đặc điểm khí tượng, khí hậu Do nằm vành đai nhiệt đới gió mùa Châu Á, sát biển Đông nên khí hậu khu vực vịnh Cửa Lục chịu ảnh hưởng chế độ khí hậu nhiệt đới Chế độ khí hậu khu vực nghiên cứu nóng ẩm phân thành mùa mùa chuyển tiếp Lượng mưa hàng năm tương đối lớn Tổng lượng mưa trung bình năm (trong nhiều năm) 1856,9 mm Tháng mưa nhiều từ tháng đến tháng 1.1.3 Đặc điểm hải văn Khu vực nghiên cứu nằm khu vực biển có chế độ nhật triều mạnh (bình quân ngày có lần nước lên lần nước xuống) Độ lớn triều lúc nước cường đạt 4m Trong thời gian triều lên dòng triều vịnh có hướng Tây Nam lên Đông Bắc cửa sông dòng triều từ biển vào sông Thời gian triều rút xuống dòng triều có hướng ngược lại với tốc độ lớn SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế 1.1.4 Đặc điểm thủy văn dòng chảy sông Trong khu vực nghiên cứu có số sông nhỏ sông Míp, sông Trới, sông Man, sông Diễn Vọng Hầu hết dòng sông nằm vùng đất thấp đồi dốc với độ dốc từ 12 – 20 % Do đó, chiều dài sông thường ngắn dốc Ở dòng sông lũ thường xảy thời gian ngắn mùa mưa 1.2 Hiện trạng ô nhiễm vịnh Cửa Lục Chất lượng nước vịnh Cửa Lục phụ thuộc chủ yếu vào tải lượng ô nhiễm hoạt động kinh tế xã hội diễn khu vực đổ vào vịnh có liên quan chặt chẽ với chất lượng nước khu vực ven biển Bãi Cháy Hồng Gai Theo Hội khoa học kỹ thuật biển Việt Nam, 70% chất gây ô nhiễm từ nguồn lục địa đổ vùng cửa sông ven biển, sau tương tác vùng biển, chất nguy hại tích lũy lại với hàm lượng ngày cao ven bờ 1.2 Tổng quan mô hình toán EFDC Mô hình EFDC gồm modul chính: mô hình thủy động lực học, mô hình chất lượng nước, mô hình vận chuyển trầm tích, mô hình lan truyền – phân hủy chất độc môi trường nước mặt Mô hình thủy động lực học EFDC lại gồm modul lan truyền vận chuyển, bao gồm: động lực học, màu sắc, nhiệt độ, độ mặn… Mô hình EFDC gồm modul chính: - Mô hình thủy động lực học - Mô hình chất lượng nước - Mô hình vận chuyển trầm tích - Mô hình lan truyền, phân hủy chất độc môi trường nước mặt Mô-đun thủy động lực mô hình EFDC đựa phương trình xấp xỉ thủy tĩnh chiều cho hệ tọa độ theo phương thẳng đứng tọa độ cong trực giao nằm ngang  Phương trình động lượng  Phương trình liên tục chiều hệ tọa độ nằm ngang cong trực giao theo phương thẳng đứng  Trong mô diễn biến đáy thỳ phương trình liên tục dòng nước liên quan tới phương trình cân bùn cát đáy SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế Chương 2: MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC VỊNH CỬA LỤC 2.1 Các số liệu 2.1.2 Số liệu thủy hải văn Số liệu thủy hải văn sử dụng bao gồm số liệu mực nước đo đạc theo năm 2008 số trạm thủy văn (Bảng 3-1) Bảng 2-: Danh sách trạm sử dụng STT Tên trạm Diễn Vọng Cửa Ông Biên Nam Bãi Cháy Vị trí X Y 721236.075 2325690.650 723505.575 2306110.400 715694.825 2304872.800 714047.975 2318528.550 Loại số liệu Chú thích Mực nước (Hg) Mực nược (Hg) Mục nước (Hg) Mực nước giớ (Hg) Triều dự báo MIKE 21 Toolboox Số liệu thực đo Triều dự báo MIKE 21 Toolboox Số liệu thực đo 2.2 Thiết lập mô hình thủy lực 2.2.1 Thiết lập miền tính lưới tính toán Miền tính toán mô hình bao gồm nhánh sông Diễn Vọng, sông Trới, sông Man Miền tính toán mô hình có tọa độ địa lý nằm khoảng 20053' đến 20059' vĩ độ Bắc 106059' đến 107008' kinh độ Đông Hình 3.1: Sơ họa miền tính toán SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế Lưới tính mô hình xây dựng thuộc dạng lưới cong trực giao Đây dạng lưới mô hình phù hợp với vùng nghiên cứu đáp ứng đặc điểm địa hình dòng chảy sông có độ xác cao so với dòng chảy thực tế Đồ án sử dụng phần mềm Delft 3D RGFGrid để xây dựng miền lưới tính toán mô cho vùng nghiên cứu Trên miền tính có tất 7298 ô lưới, kích thước trung bình ô lưới 172 x 172 m đưa vào mô hình EFDC theo lựa chọn Inport Grid Hình 2.2: Kết xây dựng lưới tính Delft3D RGFGRID 2.2.2 Thiết lập điều kiện biên Điều kiện biên biên mở Diễn Vọng, biên mở Cửa Ông giá trị mực nước thực đo trạm quan trắc khu vực năm 2008, biên Nam số liệu mực nước năm 2008 trích từ MIKE21 Toolbox Bảng 2-: Thông số biên tính toán mô hình STT Biên Diễn Vọng Cửa Ông Biên Nam SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 Trạm Diễn Vọng Cửa Ông Biên Nam Số liệu Mực nước Mực nước Mực nước Năm 2008 2008 2008 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế Hình 2.3: Vị trí biên tính toán 2.2.3 Thiết lập điều kiện ban đầu Khi thiết lập điều kiện ban đầu cần khai báo liệu: - File mực nước ban đầu: chọn cao trình nước mặt File cao trình đáy (Bottom Elevations) Hình 3.4: Địa hình miền tính toán EFDC_Explore SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế Kết số hóa đồ nội suy địa hình ta số liệu địa hình EFDC_Explorer Hình 3.4 Cốt cao độ địa hình lấy theo cao độ chuẩn quốc gia Địa hình toàn lưu vực nghiên cứu dao động từ độ cao -3 m -14 m 2.2.4 Thời kỳ tính toán Thời đoạn chọn để tính toán hiệu chỉnh mô hình tháng từ ngày 01 tháng 03 năm 2008 đến 31 tháng 03 năm 2008; thời đoạn chọn để kiểm đinh mô hình tháng từ ngày 01 tháng 07 năm 2008 đến ngày 31 tháng 07 năm 2008 - Bước thời gian tính toán: Bước thời gian ban đầu chọn để chạy mô hình 5s Thời gian lưu kết tính toán mô hình 60 phút/lần 2.2.5 Các thông số mô hình - Độ cao nhám lòng sông lấy dao động từ 0.005 tới 0.05 - Hệ số nhớt theo phương ngang: 0.1m2/s 2.3 Hiệu chỉnh kiểm định mô hình thủy lực Số liệu để hiệu chỉnh kết mô hình thủy lực mực nước ba trạm Bãi Cháy, Kiểm tra 1, Kiểm tra Hình 3.5: Vị trí trạm hiệu chỉnh mô hình SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 10 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế Chương 3: MÔ PHỎNG LAN TRUYỀN CHÁT Ô NHIỄM TRONG VỊNH CỬA LỤC 3.1 Thiết lập mô hình mô chất lượng nước khu vực nghiên cứu Trong phần này, mô hình chất lượng nước thiết lập để mô biến đổi nồng độ thông số DO COD (mô chất hữu hòa tan nước) với kịch khác 3.1.1 Miền tính lưới tính mô hình chất lượng nước Dựa mô hình thủy động lực học hiệu chỉnh kiểm định, mô hình mô lan truyền chất ô nhiễm thiết lập với 7298 ô lưới, với lớp Mô hình tính toán thủy động lực có kết tương đối tốt, nên tất thông số mô hình thủy động lực giữ nguyên trạng mô hình chất lượng nước 3.1.2 Thiết lập điều kiện biên cho mô hình chất lượng nước Biên lưu lượng Diễn Vọng giống với biên thiết lập mô hình thủy lực Biên mực nước Cửa Ông Biên Nam giữ nguyên mô hình thủy lực hiệu chỉnh kiểm định Các biên bổ sung giá trị nồng độ thông số chất lượng nước tính toán theo số liệu thực đo Bảng số liệu biên thể Bảng 4-1 mùa khô (vào tháng 3), Bảng 4-2 mùa mưa (vào tháng 7): Bảng 4- : Số liệu biên chất lượng nước mùa khô năm 2008 Biên Nhiệt độ (0C) Độ mặn (ppt) COD (mg/l) DO (mg/l) Diễn Vọng 22 7.2 5.4 Cửa Ông 20 30 1.8 5.5 Biên Nam 20 30 Bảng 4- : Số liệu biên chất lượng nước mùa mưa năm 2008 Biên Nhiệt độ (0C) Độ mặn (ppt) COD (mg/l) DO (mg/l) Biên Nam 26 30 2.2 Cửa Ông 26 30 Diễn Vọng 28 3.1.3 Thiết lập nguồn xả thải Số liệu điểm xả thải trình bày Bảng 4-3 mùa mưa Bảng 4-4 mùa khô: SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 22 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế Bảng 4- : Số liệu điểm xả thải mùa khô năm 2008 Nguồn xả thải Cống thải Cái Lâncông nghiệp Nhiệt độ (0C) 21 Độ mặn (ppt) 18 COD (mg/l) 7.25 Cống thải Cái Lânsinh hoạt 21 18 12.61 Cống thải Bãi Cháy Cống thải CENCO5 Cống thải Hồng Gai 20 20 19 18 25 21 7.78 15.81 11.6 DO (mg/l) 0 0 Bảng 4- : Số liệu điểm xả thải mùa mưa năm 2008 Nguồn xả thải Cống thải Cái Lâncông nghiệp Cống thải Cái Lânsinh hoạt Nhiệt độ (0C) 27 Độ mặn (ppt) 15 COD (mg/l) 7.25 27 20 12.61 Cống thải Bãi Cháy Cống thải CENCO5 Cống thải Hồng Gai 26 26 26 18 25 20 7.78 15.81 11.6 DO (mg/l) 0 0 3.1.4 Thời gian tính toán hiệu chỉnh mô hình Mô hình chất lượng nước khu vực vịnh Cửa Lục thiết lập chạy với thời gian tháng theo mùa kiệt vào tháng mùa lũ năm 2008 vào tháng cho kịch tính, bước thời gian chạy mô hình 5s (trùng với bước thời gian mô hình thủy động lực) Quá trình hiệu chỉnh mô hình với thông số Oxygen Half-Sat constant for COD Decay thực thông qua việc so sánh giá trị tính toán với số liệu thực đo Cửa Lục ngày 02/03/2008 Với giá trị thông số Oxygen Half-Sat constant for COD Decay 1.5 ta thấy giá trị thực đo tính toán tương đồng Bảng 4-5: So sánh giá trị DO COD tính toán với giá trị thực đo ngày 02/03/2008 Vị trí Cửa Lục DO Nước lớn Thực Tính đo toán 4.796 5.995 SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 COD Nước dòng Thực Tính đo toán 4.636 5.795 23 Nước lớn Thực Tính đo toán 1.84 2.30 Nước dòng Thực Tính đo toán 1.75 2.19 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế 3.1.5 Kết luận Nhìn chung mô hình chất lượng nước xây dựng hiệu chỉnh với kết tương đối tốt Có thể sử dụng mô hình để tính toán phương án khác vùng nghiên cứu 3.2 Đánh giá chất lượng nước qua kịch 3.2.1 Xây dựng kịch Mục tiêu đề tài đánh giá lan truyền chất ô nhiễm vịnh Cửa Lục với lưu lượng xả thải khác Vì vậy, kịch tính toán sau: - Kịch 1: Nếu tăng lưu lượng thải KCN Cái Lân lên 1,5 lần năm 2008 - (Dựa theo quy hoạch phát triển khu công nghiệp Cái Lân) Kịch 2: Lượng khách du lịch năm 2020 tăng lên gấp lần so với năm 2008, kéo theo lượng nước thải sinh hoạt Bãi Cháy tăng lên lần (Dựa theo Báo cáo quy hoạch môi trường vịnh Hạ Long) 3.2.2 Hiện trạng chất lượng nước vịnh Cửa Lục năm 2008 Kết mô chất lượng nước vịnh Cửa Lục cho thấy: toàn hệ thống vịnh hàm lượng DO có giá trị biến đổi từ 5.3 – 6.1 mg/l mùa khô Hàm lượng COD khu vực nghiên cứu vào mùa khô năm 2008 có giá trị biến đổi từ 1.8 – 2.1 mg/l Gía trị nhỏ so với quy chuẩn nước mặt ven bờ khu vực nuôi trồng thủy sản mg/l Hàm lượng COD tập trung gần cống thải Bãi Cháy (2.38 mg/l), khu vực cửa sông Diễn Vọng hàm lượng COD nhỏ (giá trị trung bình 1.75 mg/l) Biến đổi DO COD thể Hình 4.1 Hình 4.2 Vào mùa khô – triều xuống, lưu lượng dòng nước sông nhỏ nên dòng chảy từ sông tới vịnh mang theo chất hữu ngoài, lan truyền chủ yếu dọc theo hướng đường bờ Tại thời điểm triều lên, dòng triều vào bên vịnh với vận tốc lớn nên dòng chảy sông đẩy chất hữu ngước lại phía cửa sông Hàm lượng DO cửa sông Diễn Vọng tăng dần tiến sâu vào khu vực vịnh Cửa Lục với hàm lượng DO biến đổi từ 5.38 – 5.985 mg/l Tại điểm gần cống thải công nghiệp Cái Lân, ta thấy DO tiến lưu vực eo vịnh Cửa Lục với tốc độ tăng hàm lượng không nhiều Hàm lượng DO điểm gần cống thải Bãi Cháy SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 24 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế có giá trị biến thiên từ 5.770 – 5.997 mg/l tăng dần phía biển Tại điểm gần cống thải CENCO5 cống thải Hồng Gai hàm lượng DO bé với giá trị gần giá trị Hình 1: Biến đổi DO – trạng vào lúc 18h ngày 10/03/2008 vào mùa khô Hình 2: Biến đổi COD – trạng mùa khô vào lúc 20h ngày 11/03/2008 SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 25 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế Hình 3: Biến đổi DO vùng vịnh Cửa Lục triều xuống vào 20h ngày 11/03/2008 Tại thời điểm triều xuống khu vực nghiên cứu hàm lượng COD tập trung cao nguồn xả thải: có chiều hướng lan dần vào vịnh cửa sông phía lan dần phía biển, hàm lượng COD có xu hướng giảm dần; điểm gần nguồn thải cửa sông Diễn Vọng hàm lượng COD nhỏ so với nguồn thải khác dao động từ 1.7 – 2.0 mg/l có xu hướng lan xuống khu vực vịnh với nồng độ tăng không đáng kể Hình 5: Biến đổi COD vịnh Cửa Lục triều xuống vào 23h ngày 15/03/2008 SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 26 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế Hình 4.6: Biến đổi COD vịnh Cửa Lục triều lên vào 22h ngày 15/03/2009 Vào mùa mưa, hàm lượng DO vịnh dao động từ 5.2 – 6.1 mg/l triều lên xuống Phân bố hàm lượng DO vịnh phức tạp địa hình bị chia cắt đảo nhỏ, nhiên thể xu tăng dần từ bờ khơi giảm dần từ cửa vào vịnh Tại điểm gần nguồn thải Cái Lân nơi có hàm lượng DO lớn có giá trị biến đổi từ 5.923 – 6.0 mg/l Hàm lượng DO điểm gần Diễn Vọng có giá trị thấp ( nhỏ 0.6 mg/l) Tại điểm gần nguồn thải Bãi Cháy DO có xu hướng lan truyền phía biển Hình 4.7: Biến đổi DO triều xuống vào mùa mưa SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 27 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế Hình 8: Biến đổi DO triều lên vào mùa mưa Hình 9: Biến đổi COD vịnh Cửa Lục triều lên Vào mùa mưa, hàm lượng COD khu vực vịnh Cửa Lục năm 2008 có giá trị biến thiên từ 1.7 – 2.2 mg/l triều lên triều xuống Phân bố COD phức tạp: lượng COD thường tập trung cửa vịnh, ven bờ khu vực cửa sông, khu vực cửa sông Diễn Vọng có giá trị thấp (giá trị trung bình 1.8 mg/l); điểm gần nguồn thải Bãi Cháy hàm lượng COD cao ( 2.0 – 2.4 mg/l); điểm SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 28 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế gần nguồn thải Cái Lân hàm lượng COD có giá trị trung bình 2.0 mg/l lan dần cửa sông xuống phía eo vịnh Cửa Lục Tại điểm gần nguồn thải Hồng Gai, COD có giá trị nhỏ gần giá trị Tại điểm gần nguồn thải CENCO, hàm lượng COD triều lên biến thiên từ 2.0 – 2.092 mg/l có xu hướng lan dần lên phía cửa sông Diễn Vọng Hình 10: Biến đổi COD vịnh Cửa Lục triều xuống  Nhận xét mức độ ô nhiễm khu vực vịnh Hình 11: So sánh giá trị DO tiêu chất lượng nước biển ven bờ SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 29 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế Hình 1: So sánh giá trị COD tiêu chất lượng nước biển ven bờ Từ trình so sánh ta nhận thấy giá trị COD thấp giới hạn cho phép tiêu chuẩn chất lượng nước biển dùng cho nuôi thủy sản Gía trị DO xấp xỉ gần quy chuẩn chất lượng nước biển dùng cho nuôi thủy sản nên cho trạng nước vùng biển khu vực nghiên cứu chưa có biểu bị ô nhiễm hợp chất hữu 3.2.3 Phân tích chất lượng nước vịnh Cửa Lục lưu lượng thải khu công nghiệp Cái Lân tăng 1.5 lần – Kịch Theo kết tính toán mô hình ,tại điểm gần khu vực cống thải Cái Lân có giá trị hàm lượng chất hữu DO lớn suốt thời gian tính toán so với khu vực khác biến thiên từ 5.882 – 6.0 mg/l Sự biến đổi DO có thêm nước thải khu công nghiệp Đình Vũ lưu lượng thải khu công nghiệp Cái Lân gấp 1.5 lần năm 2008 thể Hình 4.13 Hàm lượng COD điểm gần cống thải khu công nghiệp Cái Lân có giá trị khoảng 2.0 – 2.135 mg/l có xu tăng dần lan truyền vịnh cửa sông với tốc độ nhanh Về xu biến động theo không gian, hàm lượng chất hữu có xu lan truyền giảm dần từ bờ khơi, tốc độ lan truyền mùa mưa nhanh so với mùa khô SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 30 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế Hình 2: Biến đổi DO có thêm nước thải khu công nghiệp Đình Vũ – Kịch Hình 3: Biến đổi COD có thêm nước thải khu công nghiệp Đình Vũ – Kịch SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 31 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế Nhận xét mức độ ô nhiễm khu vực vịnh Hình 4: So sánh giá trị DO tiêu chất lượng nước biển ven bờ Hình 5: So sánh giá trị COD tiêu chất lượng nước biển ven bờ Từ kết so sánh, ta thấy trường hợp vịnh không bị ô nhiễm COD nồng độ chất nhỏ quy chuẩn cho phép chất lượng nước biển ven bờ khu vực nuôi trồng thủy sản DO gây ô nhiễm cho vịnh nhẹ giá trị nồng độ với giá trị cho phép quy chuẩn nước biển ven bờ 3.2.4 Phân tích chất lượng nước vịnh Cửa Lục có thêm nước thải sinh hoạt Bãi Cháy tăng lên lần – Kịch Trong trường hợp có thêm nước thải khu công nghiệp Đình Vũ – lượng khách du lịch năm 2020 tăng lên gấp lần so với năm 2008, kéo theo lượng nước thải sinh hoạt Bãi Cháy tăng lên lần Về phân bố theo không gian thời gian tương tự kịch 1, nhiên hàm lượng chất hữu cao Hàm lượng COD điểm gần khu vực cống thải Bãi Cháy biến thiên 2.0 – 2.72 mg/l có chiều hướng SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 32 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế giảm dần phía biển Hàm lượng DO điểm gần khu vực cống thải Bãi Chày biến thiên 5.2 – 6.0 mg/l Tại điểm gần cống thải Cái Lân hàm lượng DO biến thiên 5.934 – 6.0 mg/l; hàm lượng COD biến thiên 2.0 – 2.08 mg/l Tại điểm gần cống thải CENCO hàm lượng COD biến thiên từ 1.983 – 2.06 mg/l; hàm lượng DO lan truyền khu vực Tại điểm gần cửa sông Diễn Vọng hàm lượng COD khoảng 1.77 – 1.99 mg/l; hàm lượng DO khoảng 5.130 – 6.005 mg/l Tại điểm gần cống Hồng Gai lan truyền ô nhiễm vào khu vực nghiên cứu Hình 6: Biến đổi DO vịnh Cửa Lục – Kịch Hình 18: Biển đổi COD vinh Cửa Lục – Kịch SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 33 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế  Nhận xét mức độ ô nhiễm khu vực nghiên cứu Hình 19: So sánh giá trị DO tiêu chất lượng nước biển ven bờ Hình 20: So sánh giá trị COD tiêu chất lượng nước biển ven bờ Từ kết so sánh, ta thấy nồng độ COD điểm gần khu vực Bãi Cháy tăng lên đáng kể nhỏ quy chuẩn nước biển ven bờ nuôi trồng thủy sản nên không bị ô nhiễm vịnh COD DO có giá trị cao quy chuẩn nước biển ven bờ nhiên giá trị DO cao quy chuẩn không đáng kể nên kết luận vịnh ô nhiễm nhẹ DO SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 34 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Hiện nay, khu vực Cửa Lục tồn vấn đề môi trường nước thải rác thải chưa xử lý Những nguồn ô nhiễm môi trường ảnh hưởng tới phát triển kinh tế - xã hội gồm có: nước thải sinh hoạt, công nghiệp không qua xử lý thải thẳng biển; nước thải từ cảng hoạt động tàu bè Với kết phân tích đánh giá trạng thông số chất lượng nước khu vực nghiên cứu vào mùa khô mùa mưa năm 2008 cho thấy chất hữu có DO COD nằm giới hạn cho phép Việt Nam Điều cho thấy, lượng phát thải chất gây ô nhiễm đáng kể, đặc biệt nguồn thải từ lục địa, khả tự làm môi trường vịnh Cửa Lục tốt lượng triều cao, dao động triều lớn chu kỳ nhật triều dòng triều mạnh lan truyền, phân tán chất gây ô nhiễm vùng biển Kiến nghị Mặc dù trạng chất lượng nước vịnh Cửa Lục chưa bị ô nhiễm đáng lo ngại Các hoạt động kinh tế có liên quan đến việc ô nhiễm chất hữu cơ: giữ mức sản lượng khai thác than không khống chế nguồn thải từ hoạt động cảng, dân cư tương lai thỳ mức độ ô nhiễm chất hữu khu vực nghiên cứu ngày gia tăng Từ thực trạng chất lượng nước vịnh Cửa Lục qua kịch thỳ tương lai tăng cường kiểm soát, quản lý nguồn gây ô nhiễm, đặc biệt nguồn chất thải khu vực đô thị ven biển từ hoạt động công nghiệp khu vực; hoàn thiện hệ thống kết cấu hạ tầng đô thị, đặc biệt hệ thống thu gom, xử lý nước thải, hệ thống thu gom, xử lý rác thải, nghiêm cấm việc xả thải trực tiếp vào vịnh Cửa Lục; để bảo vệ nâng cao chất lượng nước ven biển khu vực Cửa Lục địa phương cần có giải pháp quản lý, công nghệ tuyên truyền giáo dục bảo vệ môi trường thích hợp SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 35 Lớp Đồ án tốt nghiệp Nguyên GVHD: TS.Nguyễn Thị Thế Tài liệu tham khảo Phần mềm EFDC, hướng dẫn sử dụng, sở lý thuyết phương pháp số Công ty trách nhiệm hữu hạn cảng Container quốc tế Cái Lân: Báo cáo DTM trình nạo vét Cảng Cái Lân Viện Tài nguyên Môi trường biển: Xây dựng mô hình lan truyền chất ô nhiễm cho vịnh Hạ Long – vịnh Bái Tử Long Vũ Duy Vĩnh: ứng dụng mô hình toán học phục vụ quản lý tổng hợp vùng bờ bờ phía Tây vịnh Bắc Bộ Tiến sĩ Nguyễn Thị Thế Nguyên: Một số vấn đề chất lượng nước vịnh Hạ Long Nguyễn Thanh Tâm – luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu vận chuyển bùn cát khu cực cảng Lạch Huyện Nguyễn Chí Công – luận văn thạc sĩ: Tính toán lan truyền vật chất ô nhiễm khu vực vịnh Nha Trang mô hình số Nguyễn Văn Hoàng (2009): Áp dụng phần mềm thủy lực môi trường nước EFDC đánh giá ảnh hưởng nước thải sinh hoạt đến chất lượng nước Sông Hồng vào mùa khô khu vực Hà Nôi SVTH: Trịnh Thị Nhung 52B2 36 Lớp ... Lưu vực vịnh Cửa Lục có mối quan hệ trực tiếp với vịnh Hạ Long Phần lớn chất gây ô nhiễm đổ vào vịnh không phân giải hết chuyển vịnh Hạ Long thông qua eo Cửa Lục Chất lượng nước vịnh Cửa Lục phụ... TS.Nguyễn Thị Thế Chương 3: MÔ PHỎNG LAN TRUYỀN CHÁT Ô NHIỄM TRONG VỊNH CỬA LỤC 3.1 Thiết lập mô hình mô chất lượng nước khu vực nghiên cứu Trong phần này, mô hình chất lượng nước thiết lập để mô... môi trường vịnh Hạ Long) 3.2.2 Hiện trạng chất lượng nước vịnh Cửa Lục năm 2008 Kết mô chất lượng nước vịnh Cửa Lục cho thấy: toàn hệ thống vịnh hàm lượng DO có giá trị biến đổi từ 5.3 – 6.1 mg/l