Sử dụng phần mềm mike21 nghiên cứu định lượng mức độ ảnh hưởng đến môi trường nước biển cửa lò bởi tổng chất rắn lơ lửng (TSS) phát sinh đồng thời từ hoạt động nạo vét và đổ vật li

LÊ VIỆT THẮNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ VIỆT THẮNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM MIKE21 NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG MỨC ĐỘ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG NƯỚC BIỂN CỬA LÒ BỞI TỔNG CHẤT RẮN LƠ LỬNG (TSS) PHÁT SINH ĐỒNG THỜI TỪ HOẠT ĐỘNG NẠO VÉT VÀ ĐỔ VẬT LIỆU NẠO VÉT TRONG QUÁ TRÌNH CẢI TẠO, NÂNG CẤP LUỒNG TÀU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG KHOÁ 2008-2010 Hà Nội – Năm 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ VIỆT THẮNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM MIKE21 NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG MỨC ĐỘ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG NƯỚC BIỂN CỬA LÒ BỞI TỔNG CHẤT RẮN LƠ LỬNG (TSS) PHÁT SINH ĐỒNG THỜI TỪ HOẠT ĐỘNG NẠO VÉT VÀ ĐỔ VẬT LIỆU NẠO VÉT TRONG QUÁ TRÌNH CẢI TẠO, NÂNG CẤP LUỒNG TÀU Chuyên ngành : Kỹ thuật môi trường LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRỊNH THÀNH Hà Nội – Năm 2010 i MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỞ ĐẦU A Đặt vấn đề B Lý chọn đề tài C Mục đích nghiên cứu D Nội dung nghiên cứu E Phạm vi nghiên cứu E1 Phạm vi không gian E2 Phạm vi thời gian E3 Giới hạn đối tượng nghiên cứu G Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài G1 Ý nghĩa khoa học G2 Ý nghĩa thực tiễn H Phương pháp nghiên cứu H1 Phương pháp tiếp cận H2 Phương pháp thực CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA 1.1 Tổng quan trạng ô nhiễm nước biển vùng cửa sông ven biển Việt Nam 10 1.2 Tổng quan nghiên cứu quản lý chất lượng nước phương pháp mô hình hóa giới 12 1.3 Tổng quan nghiên cứu quản lý chất lượng nước biển ven bờ phương pháp mô hình hóa Việt Nam 16 1.4 Giới thiệu số mô hình phần mềm quản lý chất lượng nước 17 1.4.1 Phần mềm EFDC (Mỹ) 18 1.4.2 Phần mềm Delft3D-WAQ (Hà Lan) 19 1.4.3 Phần mềm MIKE21 (Đan Mạch) 21 1.4.4 Các phần mềm khác 23 1.5 Lựa chọn phần mềm ứng dụng đề tài nghiên cứu 24 CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG SỰ PHÂN BỐ NỒNG ĐỘ VÀ PHẠM VI LAN TRUYỀN TSS BẰNG PHẦN MỀM MIKE21 2.1.Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 25 2.1.1 Tỉnh Nghệ An 25 2.1.2 Đặc điểm vùng biển Cửa Lò 26 2.2 Hiện trạng môi trường khu vực nghiên cứu 28 i ii Trang 2.2.1 Lựa chọn vị trí lấy mẫu 28 2.2.2 Kết phân tích đánh giá 32 2.3 Nghiên cứu định lượng phân bố nồng độ phạm vi lan truyền TSS phần mềm MIKE21 (module MIKE21HD MIKE21AD) 33 2.3.1 Cơ sở lý thuyết module MIKE21HD 33 2.3.2 Cơ sở lý thuyết module MIKE21AD 39 2.3.3 Thu thập xử lý số liệu sử dụng module MIKE21HD 43 2.3.4 Thu thập xử lý số liệu sử dụng module MIKE21AD 51 2.3.5 Sử dụng số liệu địa hình để thiết lập hệ lưới lồng 57 2.3.6 Hiệu chỉnh thông số kiểm chứng kết 59 2.3.7 Kết tính toán chế độ thủy lực (MIKE21HD) 66 2.3.8 Các kịch dự báo (MIKE21AD) 69 2.3.9 Kết tính toán nồng độ phạm vi lan truyền chất rắn lơ lửng (MIKE21AD) 70 CHƯƠNG III PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CẢI TẠO, NÂNG CẤP LUỒNG TÀU THEO DIỄN BIẾN TỔNG HỢP CỦA TSS 3.1 Phân tích diễn biến tổng hợp TSS phát sinh từ hoạt động nạo vét đổ vật liệu nạo vét 87 3.1.1 Diễn biến tổng hợp TSS luồng tàu vị trí đổ vật liệu nạo vét 87 3.1.2 Diễn biến tổng hợp TSS vị trí nhạy cảm khác (bờ biển Cửa Lò – Cửa Hội, đảo Hòn Ngư) 92 3.2 Đề xuất phương án nâng cấp luồng tàu tối ưu 98 KẾT LUẬN Kết luận 100 Kiến nghị 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 ii iii DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU Trang CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG SỰ PHÂN BỐ NỒNG ĐỘ VÀ PHẠM VI LAN TRUYỀN TSS BẰNG PHẦN MỀM MIKE21 Bảng 2.1 Một số đặc đặc trưng chủ yếu bờ biển Việt Nam 26 Bảng 2.2 Vị trí lấy mẫu nước biển ven bờ 29 Bảng 2.3 Các tiêu chất lượng nước biển ven bờ khu vực nghiên cứu 32 Bảng 2.4 Quá trình vận chuyển hạt chất lỏng 40 Bảng 2.5 Mực nước ứng với tần suất lũy tích trạm Hòn Ngư (1984 ÷ 2008) 45 Bảng 2.6 Mực nước cao năm ứng với tần suất lý luận trạm Hòn Ngư (1961÷2008) 46 Bảng 2.7 Mực nước ứng với tần suất luỹ tích Cửa Lò (cm) 46 Bảng 2.8 Mực nước Hmax ứng với tần suất lý luận Cửa Lò (cm) 46 Bảng 2.9 Đặc trưng tốc độ gió hướng gió trạm khí tượng Hòn Ngư 48 Bảng 2.10 Tần suất độ cao hướng sóng trạm Hòn Ngư (2004÷2008) 50 Bảng 2.11 Tổng hợp kết tiêu phân tích lý 54 Bảng 2.12 thông số tiến hành thi công nạo vét luồng tàu 56 Bảng 2.13 Các kịch tính toán MIKE21AD 69 Bảng 2.14 Tọa độ vị trí trích rút số liệu 70 CHƯƠNG III PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CẢI TẠO, NÂNG CẤP LUỒNG TÀU THEO DIỄN BIẾN TỔNG HỢP CỦA TSS Bảng 3.1 Diễn biến TSS khu vực bến tàu cảng Cửa Lò 87 Bảng 3.2 Diễn biến TSS khu vực luồng tàu 89 Bảng 3.3 Diễn biến TSS khu vực cửa sông Cấm 90 Bảng 3.4 Diễn biến TSS khu vực dự kiến đổ vật liệu nạo vét 91 Bảng 3.5 Diễn biến TSS khu vực bờ đông đảo Hòn Ngư 92 Bảng 3.6 Diễn biến TSS khu vực bờ tây đảo Hòn Ngư 93 Bảng 3.7 Diễn biến TSS khu vực bờ biển Cửa Lò 94 Bảng 3.8 Diễn biến TSS khu vực bờ biển Cửa Lò – Cửa Hội 95 Bảng 3.9 Diễn biến TSS khu vực bờ biển Cửa Hội 97 iii iv DANH MỤC CÁC BẢN ĐỒ, BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH VẼ Trang MỞ ĐẦU Hình i Sơ đồ khu vực nghiên cứu Hình ii Sơ đồ xây dựng luận văn CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG SỰ PHÂN BỐ NỒNG ĐỘ VÀ PHẠM VI LAN TRUYỀN TSS BẰNG PHẦN MỀM MIKE21 Hình 2.1 Vị trí địa lý tỉnh Nghệ An 25 Hình 2.2 Sơ đồ vị trí lấy mẫu chất lượng nước biển ven bờ 31 Hình 2.3 Thời gian chỉnh tâm 35 Hình 2.4 Kỹ thuật Side - feeding 36 Hình 2.5 Chu trình quét tính toán 37 Hình 2.6 Địa hình phạm vi miền tính toán 45 Hình 2.7 Minh họa biên lỏng (mực nước) 47 Hình 2.8 Mực nước 03 biên phía biển vào tháng 03/2010 47 Hình 2.9 Hoa gió tổng hợp trạm Hòn Ngư (1984 ÷ 2008) 48 Hình 2.10 Hoa sóng tổng hợp trạm Hòn Ngư (2004 ÷ 2008) 51 Hình 2.11 Sơ đồ vị trí lỗ khoan khảo sát địa chất 53 Hình 2.12 Minh họa nguồn phát sinh TSS 56 Hình 2.13 Lưới tính lớn cho toàn vùng nghiên cứu 58 Hình 2.14 Lưới tính chi tiết khu vực cảng Cửa Lò 58 Hình 2.15 Vị trí trạm đo mực nước, dòng chảy, lỗ khoan 60 Hình 2.16 Biến trình mực nước quan trắc tính toán trạm Hòn Ngư từ ngày 20 ÷ 24/03/2010 60 Hình 2.17 Biến trình mực nước quan trắc tính toán trạm H1 từ ngày 20 ÷ 24/03/2010 61 Hình 2.18 Biến trình mực nước quan trắc tính toán trạm H2 từ ngày 20 ÷ 24/03/2010 61 Hình 2.19 Biến trình mực nước quan trắc tính toán trạm H3 từ ngày 20 ÷ 24/03/2010 61 Hình 2.20 Biến trình vận tốc quan trắc tính toán trạm TT1 từ ngày 19÷21/03/2010 62 Hình 2.21 Biến trình hướng dòng chảy quan trắc tính toán trạm TT1 từ 19÷21/03/2010 62 Hình 2.22 Biến trình vận tốc quan trắc tính toán trạm TT2 từ ngày 19÷21/03/2010 63 Hình 2.23 Biến trình hướng dòng chảy quan trắc tính toán trạm TT2 từ ngày 19÷21/03/2010 63 Hình 2.24 Biến trình vận tốc quan trắc tính toán trạm TT3 từ ngày 63 iv v Trang 19÷21/03/2010 Hình 2.25 Biến trình hướng dòng chảy quan trắc tính toán trạm TT3 từ ngày 19÷21/03/2010 64 Hình 2.26 Biến trình vận tốc quan trắc vàtính toán trạm TT4 từ ngày 19÷21/03/2010 64 Hình 2.27 Biến trình hướng dòng chảy quan trắc tính toán trạm TT4 từ ngày 19÷21/03/2010 64 Hình 2.28 Biến trình vận tốc quan trắc tính toán trạm TT5 từ ngày 19÷21/03/2010 65 Hình 2.29 Biến trình hướng dòng chảy quan trắc tính toán trạm TT5 từ ngày 19÷21/03/2010 65 Hình 2.30 Trường dòng chảy pha triều xuống (hướng E) 67 Hình 2.31 Trường dòng chảy pha triều lên (hướng E) 67 Hình 2.32 Trường dòng chảy pha triều xuống (hướng S) 68 Hình 2.33 Trường dòng chảy pha triều lên (hướng S) 68 Hình 2.34 Vị trí điểm trích rút số liệu 71 Hình 2.35 Định lượng phân bố nồng độ TSS (lặng gió) 71 Hình 2.36 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (lặng gió; 00 sau đổ chất thải) 72 Hình 2.37 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (lặng gió; 12 sau đổ chất thải) 72 Hình 2.38 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (lặng gió; 24 sau đổ chất thải) 73 Hình 2.39 Định lượng phân bố nồng độ TSS (Gió Bắc - 4m/s) 73 Hình 2.40 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Bắc - 4m/s; 00 sau đổ chất thải) 74 Hình 2.41 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Bắc - 4m/s; 12 sau đổ chất thải) 74 Hình 2.42 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Bắc - 4m/s; 24 sau đổ chất thải) 75 Hình 2.43 Định lượng phân bố nồng độ TSS (Gió Bắc - 9m/s) 75 Hình 2.44 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Bắc - 9m/s; 00 sau đổ chất thải) 76 Hình 2.45 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Bắc - 9m/s; 12 sau đổ chất thải) 76 Hình 2.46 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Bắc - 9m/s; 24 sau đổ chất thải) 77 Hình 2.47 Định lượng phân bố nồng độ TSS (Gió Đông, 4m/s) 77 Hình 2.48 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Đông, 4m/s; 00 sau đổ chất thải) 78 Hình 2.49 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Đông, 4m/s; 12 sau đổ chất thải) 78 Hình 2.50 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Đông, 4m/s; 24 sau đổ chất thải) 79 Hình 2.51 Định lượng phân bố nồng độ TSS (Gió Đông - 9m/s) 79 Hình 2.52 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Đông - 9m/s; 00 sau đổ chất thải) 80 Hình 2.53 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Đông - 9m/s; 12 sau đổ chất thải) 80 Hình 2.54 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Đông - 9m/s; 24 sau đổ chất thải) 81 Hình 2.55 Định lượng phân bố nồng độ TSS (Gió Nam - 4m/s) 81 Hình 2.56 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Nam - 4m/s; 00 sau đổ chất thải) 82 Hình 2.57 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Nam - 4m/s; 12 sau đổ chất thải) 82 v vi Trang Hình 2.58 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Nam - 4m/s; 24 sau đổ chất thải) 83 Hình 2.59 Định lượng phân bố nồng độ TSS (Gió Nam - 9m/s) 83 Hình 2.60 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Nam - 9m/s; 00 sau đổ chất thải) 84 Hình 2.61 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Nam - 9m/s; 12 sau đổ chất thải) 84 Hình 2.62 Định lượng phạm vi lan truyền TSS (Gió Nam - 9m/s; 24 sau đổ chất thải) 85 CHƯƠNG III PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CẢI TẠO, NÂNG CẤP LUỒNG TÀU THEO DIỄN BIẾN TỔNG HỢP CỦA TSS 94 Hình 3.1 Diễn biến TSS khu vực bến tàu cảng Cửa Lò 95 Hình 3.2 Diễn biến TSS khu vực luồng tàu 96 Hình 3.3 Diễn biến TSS khu vực cửa sông Cấm 97 Hình 3.4 Diễn biến TSS khu vực dự kiến đổ vật liệu nạo vét 98 Hình 3.5 Diễn biến TSS khu vực bờ đông đảo Hòn Ngư 99 Hình 3.6 Diễn biến TSS khu vực bờ tây đảo Hòn Ngư 100 Hình 3.7 Diễn biến TSS khu vực bờ biển Cửa Lò 101 Hình 3.8 Diễn biến TSS khu vực bờ biển Cửa Lò – Cửa Hội 102 Hình 3.9 Diễn biến TSS khu vực bờ biển Cửa Hội 103 vi vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD: Nhu cầu ô xy sinh học BTNMT: Bộ Tài nguyên Môi trường COD: Nhu cầu ô xy hóa học GHCP: Giới hạn cho phép KTMT: Kỹ thuật môi trường QCVN: Quy chuẩn Việt Nam Ths.: Thạc sỹ TS.: Tiến sỹ TSS: Tổng chất rắn lơ lửng vii LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sỹ khoa học “Sử dụng phần mềm MIKE21 nghiên cứu định lượng mức độ ảnh hưởng đến môi trường nước biển Cửa Lò tổng chất rắn lơ lửng (TSS) phát sinh đồng thời từ hoạt động nạo vét đổ vật liệu nạo vét trình cải tạo nâng cấp luồng tàu” hoàn thành Bộ môn Quản lý Môi trường, Viện Khoa học Công nghệ Môi trường, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Trong trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn, tác giả nhận nhiều giúp đỡ thầy cô đồng nghiệp Trước hết, tác giả luận văn xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến TS Trịnh Thành người trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Ths Phạm Văn Xuân đồng nghiệp Trung tâm Môi trường – Tổng Công ty Tư vấn Thiết kế Giao thông Vận tải hỗ trợ chuyên môn, thu thập tài liệu liên quan để luận văn hoàn thành Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Trương Văn Bốn – Trung tâm động lực Cửa sông ven biển Hải đảo – Viện Khoa học Thủy lợi quan tâm bảo suốt trình làm luận văn Trong khuôn khổ luận văn, thời gian điều kiện hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp quý báu độc giả người quan tâm TÁC GIẢ 90 Cửa sông Cấm Tổng hợp số liệu diễn biến nồng độ TSS khu vực cửa sông Cấm theo kịch khác trình bày bảng 3.3 hình 3.3 Bảng 3.3 Diễn biến TSS khu vực cửa sông Cấm TT Thời điểm 6h (mg/l) Kịch 1/4/2011 Lặng gió Gió Bắc 4m/s 2/4/2011 3/4/2011 4/4/2011 5/4/2011 1,01.10-22 0,0145 0,0798 0,222 0,453 -23 0,0238 0,096 0,244 0,514 -24 0,122 0,211 0,296 0,447 8,89.10 Gió Bắc 9m/s 3,37.10 Gió Đông 4m/s 9,64.10-22 2,94.10-05 2,94.10-04 0,00344 0,0163 Gió Đông 9m/s -20 1,56.10 -16 -13 -12 2,75.10-13 Gió Nam 4m/s 3,73.10-21 6,58.10-05 4,34.10-04 0,00274 0,00775 Gió Nam 9m/s -21 -06 -07 -07 2,65.10-7 4,61.10 5,2.10 2,43.10 9,59.10 4,36.10 6,19.10 2,07.10 Hình 3.3 Diễn biến TSS khu vực cửa sông Cấm Lặng gió Gió Bắc 4m/s Gió Bắc 9m/s Gió Đông 9m/s Gió Nam 4m/s Gió Nam 9m/s Gió Đông 4m/s 0.8 Nồng độ (mg/l) 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 3/31/2011 0:00 4/1/2011 0:00 4/2/2011 0:00 4/3/2011 0:00 4/4/2011 0:00 4/5/2011 0:00 4/6/2011 0:00 4/7/2011 0:00 Ngày/giờ Từ kết rút nhận xét khu vực cửa sông Cấm: − Nồng độ TSS tất kịch thấp GHCP QCVN10/2010/BTNMT nhiều lần − Kịch bất lợi trường hợp lặng gió − Không có tích tụ TSS khu vực cửa sông Cấm Nồng độ TSS diễn 90 91 biến theo tính chu kỳ phù hợp với chu kỳ nạo vét đổ vật liệu nạo vét Tại vị trí dự kiến đổ vật liệu nạo vét Tổng hợp số liệu diễn biến nồng độ TSS khu vực dự kiến đổ vật liệu nạo vét theo kịch trình bày bảng 3.4 hình 3.4 Bảng 3.4 Diễn biến TSS khu vực dự kiến đổ vật liệu nạo vét TT Thời điểm 6h (mg/l) Kịch 1/4/2011 2/4/2011 3/4/2011 4/4/2011 5/4/2011 1,492 3,101 4,978 5,006 4,662 Lặng gió Gió Bắc 4m/s 1,49 1,62 1,464 1,418 1,964 Gió Bắc 9m/s 1,38 1,238 1,173 1,122 1,089 Gió Đông 4m/s 1,491 5,314 7,904 4,712 3,979 Gió Đông 9m/s 1,428 1,296 1,411 1,51 1,486 Gió Nam 4m/s 1,466 3,342 4,189 2,446 2,128 Gió Nam 9m/s 1,317 1,193 1,281 1,358 1,366 Hình 3.4 Diễn biến TSS khu vực dự kiến đổ vật liệu nạo vét Lặng gió Gió Bắc 4m/s Gió Bắc 9m/s Gió Đông 9m/s Gió Nam 4m/s Gió Nam 9m/s Gió Đông 4m/s 35 Nồng độ (mg/l) 30 25 20 15 10 3/31/2011 0:00 4/1/2011 0:00 4/2/2011 0:00 4/3/2011 0:00 4/4/2011 0:00 4/5/2011 0:00 4/6/2011 0:00 4/7/2011 0:00 Ngày/giờ Từ kết rút nhận xét khu vực đổ vật liệu nạo vét: − Vùng biển khu vực dự kiến đổ vật liệu nạo vét nơi chịu ảnh hưởng lớn từ hoạt động nâng cấp luồng tàu − Nồng độ TSS tất kịch thấp GHCP 91 92 QCVN10/2010/BTNMT − Kịch bất lợi trường hợp lặng gió Trong trường hợp này, nồng độ TSS đạt mức 30mg/l Đây mức ảnh hưởng lớn nghiên cứu − Không có tích tụ TSS khu vực dự kiến đổ vật liệu nạo vét Nồng độ TSS diễn biến theo tính chu kỳ phù hợp với chu kỳ nạo vét đổ vật liệu nạo vét 3.1.2 Diễn biến tổng hợp TSS vị trí nhạy cảm khác (bờ biển Cửa Lò – Cửa Hội, đảo Hòn Ngư) Tại bờ đông đảo Hòn Ngư Tổng hợp số liệu diễn biến nồng độ TSS khu vực bờ đông đảo Hòn Ngư theo kịch khác trình bày bảng 3.5 hình 3.5 Bảng 3.5 Diễn biến TSS khu vực bờ đông đảo Hòn Ngư TT Kịch Thời điểm 6h (mg/l) 1/4/2011 -35 2/4/2011 3/4/2011 4/4/2011 5/4/2011 -13 -09 -07 2,59.10-06 Lặng gió 7,09.10 3,70.10 2,09.10 1,16.10 Gió Bắc 4m/s 8,87.10-35 2,99.10-19 8,71.10-11 1,61.10-07 6,40.10-07 Gió Bắc 9m/s 2,74.10-13 1,49.10-08 3,96.10-08 7,66.10-08 Gió Đông 4m/s Gió Đông 9m/s Gió Nam 4m/s 2,66.10-14 3,84.10-10 6,83.10-10 6,61.10-11 Gió Nam 9m/s 1,07.10-34 1,42.10-10 6,67.10-06 3,96.10-05 1,69.10-04 0 92 0 0 0 93 Nồng độ (mg/l) Hình 3.5 Diễn biến TSS khu vực bờ đông đảo Hòn Ngư 0.01 0.009 0.008 0.007 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 3/31/2011 0:00 Lặng gió Gió Bắc 4m/s Gió Bắc 9m/s Gió Đông 9m/s Gió Nam 4m/s Gió Nam 9m/s 4/1/2011 0:00 4/2/2011 0:00 4/3/2011 0:00 4/4/2011 0:00 Gió Đông 4m/s 4/5/2011 0:00 4/6/2011 0:00 4/7/2011 0:00 Ngày/giờ Từ kết rút nhận xét khu vực bờ đông đảo Hòn Ngư: − Bờ đông đảo Hòn Ngư gần hoàn toàn không bị ảnh hưởng từ hoạt động nâng cấp luồng tàu Nồng độ TSS tất kịch gần không đáng kể − Không có tích tụ TSS khu vực bờ đông đảo Hòn Ngư Tại bờ tây đảo Hòn Ngư Tổng hợp số liệu diễn biến nồng độ TSS khu vực bờ tây đảo Hòn Ngư theo kịch khác trình bày bảng 3.6 hình 3.6 Bảng 3.6 Diễn biến TSS khu vực bờ tây đảo Hòn Ngư TT Kịch Thời điểm 6h (mg/l) 1/4/2011 2/4/2011 3/4/2011 4/4/2011 5/4/2011 -19 -13 -10 4,64.10-09 Lặng gió 1,58.10 6,41.10 Gió Bắc 4m/s 2,78.10-14 8,15.10-08 2,1.10-06 1,22.10-05 Gió Bắc 9m/s 3,78.10-10 1,08.10-07 2,83.10-07 5,45.10-07 Gió Đông 4m/s 1,49.10-17 2,39.10-09 5,54.10-06 4,22.10-05 Gió Đông 9m/s 3,11.10-24 5,06.10-19 1,01.10-19 2,85.10-21 Gió Nam 4m/s 2,54.10-17 2,25.10-11 2,93.10-10 4,69.10-10 Gió Nam 9m/s 0 0 93 1,82.10 94 Hình 3.6 Diễn biến TSS khu vực bờ tây đảo Hòn Ngư Lặng gió Gió Bắc 4m/s Gió Bắc 9m/s Gió Đông 9m/s Gió Nam 4m/s Gió Nam 9m/s Gió Đông 4m/s 0.0006 Nồng độ (mg/l) 0.0005 0.0004 0.0003 0.0002 0.0001 3/31/2011 0:00 4/1/2011 0:00 4/2/2011 0:00 4/3/2011 0:00 4/4/2011 0:00 4/5/2011 0:00 4/6/2011 0:00 4/7/2011 0:00 Ngày/giờ Tương tự trường hợp bờ đông đảo Hòn Ngư, chất lượng nước khu vực bờ đông đảo Hòn Ngư không bị ảnh hưởng từ hoạt động nâng cấp luồng tàu Tại bờ biển Cửa Lò Tổng hợp số liệu diễn biến nồng độ TSS khu vực bờ biển Cửa Lò theo kịch khác trình bày bảng 3.7 hình 3.7 Bảng 3.7 Diễn biến TSS khu vực bờ biển Cửa Lò TT Kịch Lặng gió Thời điểm 6h (mg/l) 1/4/2011 2/4/2011 3/4/2011 4/4/2011 5/4/2011 7,54.10-05 0,000493 0,000996 0,001588 -05 0,00066 0,001635 0,003407 Gió Bắc 4m/s 3,32.10 Gió Bắc 9m/s 0,002006 0,009625 0,019783 0,029375 Gió Đông 4m/s 4,54.10-28 1,53.10-18 2,29.10-12 1,19.10-08 Gió Đông 9m/s 2,05.10-23 5,68.10-16 9,01.10-19 6,14.10-22 Gió Nam 4m/s 5,28.10-25 1,12.10-17 1,42.10-12 1,11.10-10 Gió Nam 9m/s 3,69.10-21 6,22.10-21 4,93.10-22 1,47.10-22 94 95 Hình 3.7 Diễn biến TSS khu vực bờ biển Cửa Lò Lặng gió Gió Bắc 4m/s Gió Bắc 9m/s Gió Đông 9m/s Gió Nam 4m/s Gió Nam 9m/s Gió Đông 4m/s 0.09 0.08 Nồng độ (mg/l) 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 3/31/2011 0:00 4/1/2011 0:00 4/2/2011 0:00 4/3/2011 0:00 4/4/2011 0:00 4/5/2011 0:00 4/6/2011 0:00 4/7/2011 0:00 Ngày/giờ Từ kết rút nhận xét khu vực bãi tắm Cửa Lò: − Nồng độ TSS tất kịch thấp GHCP QCVN10/2010/BTNMT nhiều lần − Hướng gió bất lợi hướng gió bắc, kể vận tốc 4m/s 9m/s − Không có tích tụ TSS khu vực bãi tắm Cửa Lò Nồng độ TSS diễn biến theo tính chu kỳ phù hợp với chu kỳ nạo vét đổ vật liệu nạo vét Tại vùng bờ biển Cửa Lò – Cửa Hội Tổng hợp số liệu diễn biến nồng độ TSS khu vực bờ biển Cửa Lò – Cửa Hội theo kịch khác trình bày bảng 3.8 hình 3.8 Bảng 3.8 Diễn biến TSS khu vực bờ biển Cửa Lò – Cửa Hội TT Kịch Thời điểm 6h (mg/l) 1/4/2011 2/4/2011 3/4/2011 4/4/2011 5/4/2011 -19 -15 -14 Lặng gió 1,87.10 2,16.10 6,58.10 3,14.10-12 Gió Bắc 4m/s 5,47.10-09 0,002589 0,008699 0,014404 Gió Bắc 9m/s 0,004631 0,00813 0,009069 0,0081 -23 -13 -09 1,91.10-07 Gió Đông 4m/s 1,37.10 9,34.10 Gió Đông 9m/s 1,48.10-29 1,73.10-29 0 -23 -17 -13 -12 Gió Nam 4m/s 9,38.10 95 5,5.10 8,3.10 1,12.10 2,21.10 96 TT Thời điểm 6h (mg/l) Kịch 1/4/2011 2/4/2011 3/4/2011 4/4/2011 5/4/2011 0 0 Gió Nam 9m/s Hình 3.8 Diễn biến TSS khu vực bờ biển Cửa Lò – Cửa Hội Lặng gió Gió Bắc 4m/s Gió Bắc 9m/s Gió Đông 9m/s Gió Nam 4m/s Gió Nam 9m/s Gió Đông 4m/s 0.025 Nồng độ (mg/l) 0.02 0.015 0.01 0.005 3/31/2011 0:00 4/1/2011 0:00 4/2/2011 0:00 4/3/2011 0:00 4/4/2011 0:00 4/5/2011 0:00 4/6/2011 0:00 4/7/2011 0:00 Ngày/giờ Từ kết rút nhận xét khu vực bờ biển Cửa Lò – Cửa Hội: − Nồng độ TSS tất kịch thấp GHCP QCVN10/2010/BTNMT nhiều lần − Hướng gió bất lợi hướng gió bắc, kể vận tốc 4m/s 9m/s − Xuất tình trạng tích tụ TSS với mức khoảng 0,01mg/l ngày Như sau 276 ngày thi công, nồng độ TSS khu vực bờ biển Cửa Lò – Cửa Hội đạt đến 2,76mg/l Nồng độ nhỏ GHCP theo QCVN10:2008/BTNMT nhiều lần không gây ảnh hưởng đến chất lượng nước biển Tại bờ biển Cửa Hội Tổng hợp số liệu diễn biến nồng độ TSS khu vực bờ biển Cửa Hội theo kịch khác trình bày bảng 3.9 hình 3.9 96 97 Bảng 3.9 Diễn biến TSS khu vực bờ biển Cửa Hội TT Thời điểm 6h (mg/l) Kịch 1/4/2011 2/4/2011 3/4/2011 4/4/2011 5/4/2011 -29 -17 -13 1,98.10-11 Lặng gió 2,64.10 2,85.10 Gió Bắc 4m/s 3,75.10-17 2,07.10-06 0,0021 0,007158 -07 0,003401 0,006698 0,01041 -25 -11 -08 2,34.10-08 Gió Bắc 9m/s 6,3.10 1,77.10 6,08.10 1,32.10 Gió Đông 4m/s 1,33.10 Gió Đông 9m/s 0 0 Gió Nam 4m/s 3,03.10-30 5,27.10-16 2,38.10-14 5,31.10-15 Gió Nam 9m/s 0 0 Hình 3.9 Diễn biến TSS khu vực bờ biển Cửa Hội Lặng gió Gió Bắc 4m/s Gió Bắc 9m/s Gió Đông 9m/s Gió Nam 4m/s Gió Nam 9m/s Gió Đông 4m/s 0.012 Nồng độ (mg/l) 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 3/31/2011 0:00 4/1/2011 0:00 4/2/2011 0:00 4/3/2011 0:00 4/4/2011 0:00 4/5/2011 0:00 4/6/2011 0:00 4/7/2011 0:00 Ngày/giờ Từ kết rút nhận xét khu vực bờ biển Cửa Hội: − Nồng độ TSS tất kịch thấp GHCP QCVN10/2010/BTNMT nhiều lần − Hướng gió bất lợi hướng gió bắc, kể vận tốc 4m/s 9m/s − Xuất tình trạng tích tụ TSS với mức khoảng 0,06mg/l ngày Như sau 276 ngày thi công, nồng độ TSS khu vực bờ biển Cửa Lò – Cửa Hội đạt đến 16,56mg/l Nồng độ nhỏ GHCP theo QCVN10:2008/BTNMT, không gây ảnh hưởng đến chất lượng nước biển 97 98 3.2 Đề xuất phương án nâng cấp luồng tàu tối ưu Dựa theo kết phân tích diễn biến nồng độ TSS phát sinh từ hoạt động nâng cấp luồng tàu vào cảng Cửa Lò khác nguồn nước khác (khu vực bến tàu, luồng tàu cảng, cửa sông Cấm, xung quanh đảo Hòn Ngư, dọc bờ biển Cửa Lò – Cửa Hội vị trí dự kiến đổ vật liệu nạo vét) thấy rằng: − Nguồn nước khu vực nằm khu vực nâng cấp luồng tàu (xung quanh đảo Hòn Ngư, dọc bờ biển Cửa Lò – Cửa Hội) gần không bị ảnh hưởng hoạt động nâng cấp luồng tàu vào cảng Cửa Lò Như vậy, việc thực kịch nâng cấp luồng tàu nội dung nghiên cứu không tạo vấn đề quan ngại chất lượng nước khu vực − Đối với khu vực cảng (bến tàu, luồng cửa sông Cấm) hoạt động nâng cấp luồng tàu tạo TSS ảnh hưởng đến chất lượng nước Tuy nhiên, kịch nâng cấp luồng tàu nghiên cứu, ảnh hưởng không vượt GHCP theo QCVN 10:2008/BTNMT Một điều cần lưu ý khu vực bến tàu xuất tình trạng tích lũy TSS vùng nước kín Nghiên cứu cho thấy, mức độ tích lũy TSS sau 276 ngày thi công không vượt GHCP theo QCVN10:2008/BTNMT − Khu vực dự kiến đổ vật liệu bạo vét đối tượng bị ảnh hưởng lớn tình trạng ô nhiễm TSS phát sinh từ hoạt động nâng cấp luồng tàu Tuy nồng độ TSS kịch nghiên cứu nhỏ GHCP theo QCVN10:2008/BTNMT thi công vào thời kỳ lặng gió nồng độ TSS đạt đến 30mg/l Đây ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng nước biển nghiên cứu Như vậy, trình cải tạo nâng cấp luồng tàu vào cảng Cửa Lò thực trong trường hợp lặng gió gió