Nghiên cứu biến động chất lượng nước vùng cửa sông ven biển tỉnh Quảng Bình

ĐẠI ĐẠI HỌC HỌC QUỐC QUỐC GIA GIA HÀ HÀ NỘI NỘI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI ĐẠI HỌC HỌC KHOA KHOA HỌC HỌC TỰ TỰ NHIÊN NHIÊN === ===     === === Phạm Phạm Thị Thị Thủy Thủy NGHIÊN NGHIÊN CỨU CỨU BIẾN BIẾN ĐỘNG ĐỘNG CHẤT CHẤT LƯỢNG LƯỢNG NƯỚC NƯỚC VÙNG VÙNG CỬA CỬA SÔNG SÔNG VEN VEN BIỂN BIỂN TỈNH TỈNH QUẢNG QUẢNG BÌNH BÌNH LUẬN LUẬN VĂN VĂN THẠC THẠC SĨ SĨ KHOA KHOA HỌC HỌC Hà Hà Nội Nội –– Năm Năm 2014 2014 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ===    === Phạm Thị Thủy NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÙNG CỬA SƠNG VEN BIỂN TỈNH QUẢNG BÌNH Chun ngành: Hải dương học Mã số: 60440228 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN THỌ SÁO Hà Nội – Năm 2014 ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tác giả xin chân thành cảm ơn bảo tận tình thầy hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thọ Sáo, thầy giáo, cô giáo khoa Khí tượng – Thủy văn – Hải dương học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội Tác giả xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp quan công tác giúp đỡ việc thu thập số liệu, đồng thời góp ý chun mơn để tác giả hoàn thành luận văn tốt Tác giả xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo đồng nghiệp quan công tác – Trung tâm Quy hoạch, Điều tra, Đánh giá tài nguyên – môi trường biển hải đảo giúp đỡ, tạo điều kiện để tác giả hồn thành khóa học cao học nói chung luận văn nói riêng Trong q trình thực luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót nội dung hình thức, tác giả mong góp ý, bảo thêm thầy cô, anh chị bạn để tác giả sửa chữa rút kinh nghiệm cho nghiên cứu sau MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Chương - ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Địa hình, địa mạo 1.1.3 Khí tượng, khí hậu 10 1.1.4 Thủy văn 11 1.1.5 Hải văn 13 1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 14 1.2.1 Đặc điểm 14 1.2.2 Mục tiêu phát triển 16 1.3 Hiện trạng môi trường 18 1.3.1 Các nguồn thải 18 1.3.2 Hiện trạng môi trường vùng cửa sông ven biển 20 1.3.3 Xác định tải lượng ô nhiễm 23 Chương - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Tình hình nghiên cứu giới 30 2.2 Tình hình nghiên cứu nước 30 2.3 Giới thiệu phương pháp nghiên cứu áp dụng 31 2.4 Mơ hình sử dụng 32 2.4.1 Giới thiệu chung mơ hình Mike 21 32 2.4.2 Cơ sở lý thuyết 33 Chương - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 37 3.1 Số liệu sử dụng 37 3.2 Quy trình thực 37 3.3 Thiết lập toán 39 3.3.1 Thiết lập lưới tính 39 3.3.2 Điều kiện biên điều kiện ban đầu 41 3.4 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình 43 3.4.1 Hiệu chỉnh mơ hình 43 3.4.2 Kiểm định mơ hình 48 3.5 Kết tính toán 49 3.5.1 Kết tính tốn cho mùa khô 49 3.5.2 Kết tính tốn cho mùa mưa 56 3.6 Dự báo chất lượng nước 66 3.6.1 Dự báo theo tải lượng chất thải tính theo quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội đến năm 2020 66 3.6.2 Dự báo theo mục tiêu bảo vệ môi trường đến năm 2020 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 Kết luận 71 Kiến nghị 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 Phụ lục - Ứng dụng mơ hình Mike NAM khơi phục số liệu dịng chảy lưu vực sơng Gianh sơng Nhật Lệ i Phụ lục - Ứng dụng mơ hình Mike 11 HD tính tốn thủy lực cho hệ thống sơng Gianh sông Nhật Lệ v Phụ lục - Trường sóng ổn định vùng biển Quảng Bình x DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Đặc điểm địa hình tỉnh Quảng Bình Bảng 1.2 Lượng mưa trung bình tháng năm 2012 10 Bảng 1.3 Nhiệt độ trung bình tháng năm 2012 10 Bảng 1.4 Đặc điểm hình thái lưu vực sơng tỉnh Quảng Bình 11 Bảng 1.5 Thống kê phân phối dịng chảy bình qn nhiều năm sơng Gianh sông Nhật Lệ 12 Bảng 1.6 Diện tích dân số năm 2012 vùng ven biển tỉnh Quảng Bình 14 Bảng 1.7 Lao động làm việc ngành kinh tế vùng ven biển 15 Bảng 1.8 Dân số huyện ven biển tỉnh Quảng Bình năm 2012 dự báo cho năm 2020 23 Bảng 1.9 Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ nguồn sinh hoạt 24 Bảng 1.10 Diện tích đất cơng nghiệp huyện ven biển tỉnh Quảng Bình năm 2012 dự báo cho năm 2020 24 Bảng 1.11 Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ công nghiệp 25 Bảng 1.12 Số lượng vật nuôi khu vực ven biển tỉnh Quảng Bình năm 2012 25 Bảng 1.13 Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ chăn nuôi 26 Bảng 1.14 Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ nuôi trồng thủy sản 26 Bảng1.15 Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ bệnh viện 27 Bảng 1.16 Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ du lịch 27 Bảng 1.17 Tổng tải lượng ô nhiễm phát sinh khu vực 28 Bảng 1.18 Tổng tải lượng ô nhiễm thải ngồi mơi trường 29 Bảng 3.1 Giá trị thơng số tính tốn biên sơng Gianh sông Nhật Lệ 43 Bảng 3.2 Các tiêu thống kê 45 Bảng 3.3 Giá trị thông số lựa chọn mơ hình 45 Bảng p1.1 Bộ thông số sử dụng mô hình NAM ii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Bản đồ hành tỉnh Quảng Bình[25] Hình 1.2 Hoa sóng năm trạm Cồn Cỏ (1975-2008) 13 Hình 3.1 Sơ đồ sử dụng mơ hình 38 Hình 3.2 Miền tạo lưới vùng biển Quảng Bình 39 Hình 3.3 Lưới địa hình tính tốn cho khu vực Quảng Bình 40 Hình 3.4 Vị trí nguồn thải 42 Hình 3.5 Mực nước thực đo tính tốn trạm Tân Mỹ (cửa Gianh) từ 17/05 đến 31/05/2012 44 Hình 3.6 Giá trị số Manning theo miền tính 46 Hình 3.7 Hàm lượng BOD quan trắc thực đo trung bình (tháng XI) 47 Hình 3.8 Hàm lượng COD quan trắc thực đo trung bình (tháng XI) 47 Hình 3.9 Mực nước thực đo tính tốn trạm Tân Mỹ (cửa Gianh) từ 12/11 đến 24/11/2012 48 Hình 3.10 Dịng chảy vùng biển cửa sông chân triều (tháng V/2012) 49 Hình 3.11 Dịng chảy cửa Gianh chân triều (tháng V/2012) 50 Hình 3.12 Dòng chảy cửa Nhật Lệ chân triều (tháng V/2012) 50 Hình 3.13 Dịng chảy vùng biển cửa sơng đỉnh triều (tháng V/2012) 51 Hình 3.14 Dòng chảy cửa Gianh đỉnh triều (tháng V/2012) 51 Hình 3.15 Dịng chảy cửa Nhật Lệ đỉnh triều (tháng V/2012) 52 Hình 3.16 Phân bố nồng độ BOD chân triều (tháng V/2012) 53 Hình 3.17 Phân bố nồng độ BOD đỉnh triều (tháng V/2012) 54 Hình 3.18 Phân bố COD chân triều đỉnh triều (tháng 05/2012) 55 Hình 3.19 Dịng chảy vùng biển cửa sông tại chân triều với sóng hướng Đơng Bắc (NE) 56 Hình 3.20 Dòng chảy cửa Gianh tại chân triều với sóng hướng Đơng Bắc (NE) 57 Hình 3.21 Dịng chảy cửa Nhật Lệ chân triều với sóng hướng Đơng Bắc (NE) 57 Hình 3.22 Dịng chảy vùng biển cửa sơng đỉnh triều với sóng hướng Đơng Bắc (NE) 58 Hình 3.23 Dịng chảy cửa Gianh đỉnh triều với sóng hướng Đơng Bắc (NE) 59 Hình 3.24 Dịng chảy cửa Nhật Lệ đỉnh triều với sóng hướng Đông Bắc (NE) 59 Hình 3.25 Dịng chảy vùng biển cửa sơng chân triều 60 với sóng hướng Bắc (N) 60 Hình 3.26 Dịng chảy vùng biển cửa sông đỉnh triều 61 với sóng hướng Bắc (N) 61 Hình 3.27 Phân bố BOD chân triều đỉnh triều với sóng hướng Đơng Bắc (NE) 62 Hình 3.28: Phân bố BOD chân triều đỉnh triều với sóng hướng Bắc (N) 63 Hình 3.29 Phân bố COD chân triều đỉnh triều với sóng hướng Đơng Bắc (NE) 64 Hình 3.30 Phân bố COD chân triều đỉnh triều với sóng hướng Bắc (N) 65 Hình 3.31 Hàm lượng BOD dự báo mùa mưa (kịch A) 67 Hình 3.32 Hàm lượng COD dự báo mùa mưa (kịch A) 68 Hình 3.33 Hàm lượng BOD dự báo mùa mưa (kịch B) 69 Hình 3.34 Hàm lượng COD dự báo mùa mưa (kịch B) 70 Hình p1.1 Lưu lượng thực đo tính tốn trạm Đồng Tâm năm 1980 iii Hình p1.2 Lưu lượng thực đo tính tốn trạm Đồng Tâm năm 1981 iii Hình p2.1 Sơ đồ mạng lưới sơng Gianh vi Hình p2.2 Sơ đồ mạng lưới sông Nhật Lệ vii Hình p2.3 Mực nước thực đo tính tốn trạm Đồng Hới tháng V/2012 viii Hình p2.4 Mực nước thực đo tính tốn trạm Đồng Hới tháng XI/2012 ix Hình p3.1 Trường sóng ổn định hướng Đông Nam (tháng V) vùng biển Quảng Bình x Hình p3.2 Trường sóng ổn định hướng Đông Bắc (tháng XI) vùng biển Quảng Bình xi Hình p3.3 Trường sóng ổn định hướng Bắc (tháng XI) vùng biển Quảng Bình xii MỞ ĐẦU Quảng Bình có đường bờ biển dài 116,04 km, dọc theo bờ biển có cửa sơng là: Sơng Rịon, sơng Gianh, sơng Dinh, sơng Lý Hịa sơng Nhật Lệ Tại vùng ven biển hình thành vùng du lịch nghỉ dưỡng tiếng bãi biển Nhật Lệ, Đá Nhảy, Vũng Chùa - Đảo Yến với di sản thiên nhiên giới Phong Nha-Kẻ Bàng góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế du lịch, đóng góp tỷ trọng đáng kể vào GDP tỉnh Cơ cấu kinh tế tỉnh dịch chuyển theo chiều hướng tăng tỷ trọng công nghiệp dịch vụ, hình thành khu cơng nghiệp, cụm cơng nghiệp, tiêu biểu khu kinh tế cảng biển Hòn La với ngành công nghiệp tàu thủy, xuất hàng hóa, cơng nghiệp chế biến cảng biển Bên cạnh chuyển biến phát triển mạnh mẽ kinh tế vùng ven biển tỉnh Quảng Bình vấn đề ô nhiễm môi trường vùng cửa sông ven biển đáng lo ngại Theo báo cáo trạng môi trường tỉnh thời gian gần chất lượng nước biển ven bờ chưa nhiễm nghiêm trọng có dấu hiệu nhiễm, cần phải có nghiên cứu để đưa định hướng giải pháp kịp thời Vì đề tài “Nghiên cứu biến động chất lượng nước vùng cửa sơng ven biển tỉnh Quảng Bình” góp phần làm sáng tỏ mục tiêu Vấn đề môi trường cửa sông ven biển chịu ảnh hưởng trực tiếp yếu tố nhân sinh, hay hoạt động kinh tế - xã hội người, đồng thời chịu tác động yếu tố ngoại sinh (thủy động lực) Nghiên cứu tập trung nghiên cứu biến đổi chất lượng nước vùng cửa sơng ven biển tỉnh Quảng Bình thơng qua việc tính tốn tải lượng nhiễm từ nguồn thải khu vực, đồng thời mơ phịng biến đổi chất lượng nước theo thời gian khơng gian Qua đưa tranh biến động chất lượng nước nói riêng thủy động lực - môi trường vùng cửa sông ven biển tỉnh Quảng Bình nói chung, đồng thời có kịch tính tốn dự báo tương lai Chương - ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý Tỉnh Quảng Bình thuộc vùng duyên hải Bắc Trung bộ, nằm vĩ độ từ 1705’02” đến 1805’12” N; kinh độ 10536’55” đến 10659’37” E Phía Bắc giáp tỉnh Hà Tĩnh với ranh giới dãy Hồnh Sơn có chiều dài 135,97 km; phía Nam giáp tỉnh Quảng Trị với chiều dài 79,32 km; phía Đơng giáp Biển Đơng với chiều dài 116,04 km; phía Tây giáp nước CHDCND Lào với 201,87 km đường biên giới Chiều dài đường bờ biển tỉnh Quảng Bình 116,04 km, diện tích tự nhiên vùng ven biển tỉnh Quảng Bình 5.501 km2 Hình 1.1 Bản đồ hành tỉnh Quảng Bình[25] Phạm vi nghiên cứu luận văn vùng cửa sông ven biển tỉnh Quảng Bình (với 05 đơn vị hành cấp huyện giáp biển, là: Đồng Hới, Bố Trạch, Quảng Ninh, Lệ Thủy, Quảng Trạch vùng biển ven bờ tỉnh Quảng Bình) TÀI LIỆU THAM KHẢO Cao Thị Thu Trang, Trần Đức Thạnh, Lê Xuân Sinh (2013), “Đánh giá tải lượng ô nhiễm đưa vào hệ đầm phá Tam Giang – Cầu Hai dự báo đến năm 2020”, Khoa học Công nghệ biển, 13(3), tr 276 - 283 Cục Thống kê Quảng Bình (2013), Niên giám thống kê tỉnh Quảng Bình năm 2012 Hồng Thái Bình (2009), Xây dựng đồ ngập lụt hạ lưu hệ thống sông Nhật Lệ (Mỹ Trung – Tám Lu – Đồng Hới), Luận văn thạc sĩ khoa học Thủy văn học, Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN Nguyễn Thị Nga, Nguyễn Phương Nhung (2010), “Kết ứng dụng mơ hình NAM MIKE 11 khơi phục số liệu dịng chảy lưu vực sơng Gianh - tỉnh Quảng Bình”, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 26, Số 3S (2010) 405‐412 Phan Thành Bắc (2012), Mơ q trình lan truyền vật chất ô nhiễm tác động yếu tố động lực vịnh Cam Ranh mơ hình số, Luận văn thạc sĩ khoa học Hải dương học, Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN Sở Tài nguyên Mơi trường tỉnh Quảng Bình (2012), Báo cáo kết quan trắc mơi trường tỉnh Quảng Bình năm 2011 Sở Tài ngun Mơi trường tỉnh Quảng Bình (2013), Báo cáo chất lượng nước trầm tích vùng bờ Thủ tướng Chính phủ (2013), Quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 kế hoạch sử dụng đất năm kỳ đầu (2011-2015) tỉnh Quảng Bình Trần Hồng Thái, Hoàng Thị Thu Trang, Nguyễn Văn Thao, Lê Vũ Việt Phong (2007), “Ứng dụng mơ hình Mike 11 tính tốn thủy lực, chất lượng nước cho lưu vực sơng Sài Gịn-Đồng Nai”, Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Mơi trường 10 Trần Văn Nhâm, Ngơ Thị Nga (2002), Giáo trình Cơng nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học Kỹ Thuật, Hà Nội 73 11 Trung tâm Khí tượng – Thủy văn Quảng Bình (2010), Báo cáo tổng hợp đề tài Thu thập chỉnh lý số liệu khí tượng Thủy văn tỉnh Quảng Bình từ năm 1956 đến năm 2005 12 Trung tâm Quy hoạch, Điều tra, Đánh giá tài nguyên – môi trường biển hải đảo (2013), Hồ sơ vùng ven biển tỉnh Quảng Bình 13 UBND tỉnh Quảng Bình (2011), Quy hoạch phát triển cơng nghiệp tỉnh Quảng Bình đến năm 2020 14 UBND tỉnh Quảng Bình (2011), Quy hoạch tổng thể phát triển du lịch tỉnh Quảng Bình đến năm 2020 tầm nhìn đến năm 2025 15 UBND tỉnh Quảng Bình (2011), Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội tỉnh Quảng Bình đến năm 2020 16 UBND tỉnh Quảng Bình (2011), Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội huyện Quảng Trạch đến năm 2020 17 UBND tỉnh Quảng Bình (2011), Quy hoạch tổng thể phát triển ngành Nông nghiệp tỉnh Quảng Bình đến năm 2020 18 UBND tỉnh Quảng Bình (2012), Quy hoạch khai thác bảo vệ nguồn lợi thủy sản vùng biển Quảng Bình đến năm 2020 19 UBND tỉnh Quảng Bình (2012), Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội huyện Bố Trạch đến năm 2020 20 UBND tỉnh Quảng Bình (2012), Xây dựng kế hoạch hành động ứng phó biến đổi khí hậu tỉnh Quảng Bình đến năm 2020 21 UBND tỉnh Quảng Bình (2013), Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội thành phố Đồng Hới đến năm 2020 22 UBND tỉnh Quảng Bình (2013), Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội huyện Lệ Thủy đến năm 2020 23 UBND tỉnh Quảng Bình (2013), Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội huyện Quảng Ninh đến năm 2020 74 24 Viện Công nghệ Môi trường (2010), Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý sử dụng tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Vu Gia – sông Hàn đáp ứng nhu cầu phát triển bền vững TP Đà Nẵng 25 Website: http://www.quangbinh.gov.vn 75 Phụ lục - Ứng dụng mơ hình Mike NAM khơi phục số liệu dịng chảy lưu vực sơng Gianh sơng Nhật Lệ Mục tiêu Để phục vụ tính tốn thủy lực hệ thống sông Gianh sông Nhật lệ, đòi hỏi điều kiện biên đầu vào nhánh sông (mực nước lưu lượng), nhiên sông Son (hệ thống sông Gianh) sông Long Đại (hệ thống sơng Nhật Lệ) khơng có tram thủy văn Do tác giả sử dụng mơ hình Mike Nam để tính tốn lưu lượng lưu lực sông từ số liệu mưa bốc để làm điều kiện đầu vào cho mơ hình Mike 11 HD Giới thiệu chung mơ hình Mike NAM Mơ hình Mike Nam nằm gói phần mềm Mike Zero NAM chữ viết tắt từ tiếng Đan Mạch "Nedbor-Afstromming-Model", nghĩa mơ hình mưa-dịng chảy Hiện NAM Viện Thủy lực Đan Mạch tích hợp mơ hình MIKE 11 modul tính q trình dịng chảy từ mưa bốc Mơ hình NAM dựa cấu trúc phương trình vật lý sử dụng với công thức bán kinh nghiệm Là mơ hình gộp, NAM xử lý lưu vực đơn vị riêng lẻ Vì vậy, tham số biến mô tả giá trị trung bình cho tồn lưu vực Như kết quả, số tham số mơ hình đánh giá từ số liệu vật lý lưu vực việc đánh giá tham số cuối phải thực hiệu chỉnh chuỗi thời gian quan trắc thủy văn Dựa sở số liệu khí tượng đầu vào, NAM chế tạo dòng chảy lưu vực thông tin thành phần khác pha đất chu trình thủy văn như: thay đổi nhiệt độ bốc hơi, độ ẩm đất, lượng bổ cập nước ngầm mực nước ngầm Dòng chảy kết lưu vực phân chia thành thành phần: dòng chảy mặt, dòng chảy sát mặt dòng chảy ngầm Số liệu tính tốn Các số liệu tính tốn sử dụng mơ hình: i - Số liệu mưa lưu lượng trạm Đồng Tâm năm 1980, 1981; - Số liệu bốc trạm Tuyên Hóa năm 1980, 1981; - Số liệu mưa, bốc trạm Ba Đồn năm 2012; - Số liệu mưa trạm Trường Sơn, số liệu bốc trạm Đồng Hới năm 2012 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình - Để hiệu chỉnh mơ hình, tác giả sử dụng số liệu mưa, lưu lượng trạm thủy văn Đồng tâm số liệu bốc trạm khí tượng Tun Hóa năm 1980 Các thơng số quan trọng mơ hình hiệu chỉnh với giá trị sau: Bảng p1.1 Bộ thông số sử dụng mơ hình NAM TT Thơng số Giá trị Lượng nước cực đại chứa bể chứa mặt, Umax 10 Lượng ẩm đất cực đại bể chứa tầng rễ cây, Lmax 100 Hệ số dịng chảy mặt, khơng có thứ ngun, CQOF 0.8 Hằng số thời gian dòng chảy sát mặt, CKIF 200 Hằng số thời gian để diễn tốn dịng chảy mặt sát mặt, CK12 25 Giá trị ngưỡng dòng chảy mặt tầng rễ cây, TOF 0.3 Giá trị ngưỡng dòng chảy sát mặt tầng rễ cây, TIF 7.10-7 Hằng số thời gian dòng chảy ngầm, CKBF 5.10-5 Giá trị ngưỡng để bổ cập nước ngầm tầng rễ cây, TG 1550 Với thông số trên, kết lưu lượng tính tốn trạm Đồng Tâm năm 1980 sau: ii Hình p1.1 Lưu lượng thực đo tính tốn trạm Đồng Tâm năm 1980 Áp dụng vào trường hợp ta tính số R2= 0.81, giá trị xếp vào loại khá, ta sử dụng thơng số để kiểm định mơ hình Với thơng số (Bảng), tác giả sử dụng tính tốn cho trạm thủy văn Đồng Tâm năm 1981, kết đạt sau: Hình p1.2 Lưu lượng thực đo tính tốn trạm Đồng Tâm năm 1981 Kết tính tốn trường hợp đạt số Nash R2= 0.92, giá trị xếp vào loại tốt, sử dụng thơng số để tính tốn cho trường hợp khác iii Ứng dụng mơ hình khơi phục số liệu dịng chảy lưu vực sông Gianh sông Nhật Lệ Sau hiệu chỉnh kiểm định mơ hình với thơng số tốt ta tính tốn lưu lượng sơng Son sông Long Đại năm 2012 dựa vào số liệu mưa bốc trạm lưu vực Kết tính tốn lưu lượng ngày làm điều kiện biên cho mơ hình Mike 11 HD với biên sông Son sông Long Đại iv Phụ lục - Ứng dụng mơ hình Mike 11 HD tính tốn thủy lực cho hệ thống sơng Gianh sông Nhật Lệ Mục tiêu Để xác định q trình lan truyền chất thải từ sơng đổ biển lưu lượng sơng đóng vai trị quan trọng Đối với việc tính tốn cho mơ hình Mike 21 HD, điều kiện biên biên sông (sông Gianh sông Nhật Lệ) giá trị lưu lượng, nhiên khơng có số liệu lưu lượng thực đo theo thời gian sông nên tác giả sử dụng mơ hình Mike 11 HD để tính tốn lưu lượng cho sơng Giới thiệu chung mơ hình Mike 11 HD MIKE11 mơ hình động lực chiều, thân thiện với người sử dụng nhằm phân tích chi tiết, thiết kế, quản lý vận hành cho sông hệ thống kênh dẫn đơn giản phức tạp MIKE11 cung cấp môi trường thiết kế hữu hiệu kỹ thuật cơng trình, tài nguyên nước, quản lý chất lượng nước ứng dụng quy hoạch Modul thuỷ động lực (HD) phần trung tâm hệ thống lập mơ hình MIKE11 sở cho hầu hết modul khác: dự báo lũ, tải khuếch tán, chất lượng nước modul vận chuyển bùn cát * Modul thủy động lực Mike 11 HD Modul thủy động lực phần quan trọng mơ hình MIKE11, xây dựng từ hệ phương trình Saint - Venant cho dịng chiều, khơng ổn định Phương trình liên tục: Phương trình động lượng: Trong đó: Q - Lưu lượng dòng chảy qua mặt cắt (m3/s) v A - Diện tích mặt cắt ước (m2) α- Hệ số điều chỉnh, α ≈1 g - Gia tốc trọng trường (m.s-2) R - Bán kính thủy lực (m) C - Hệ số Chezy, C = Ry/n, n - hệ số nhám y - hệ sốthủy lực, theo Maning y = 1/6 Z - Cao trình mực nước thời điểm tính tốn (m) q - Lưu lượng nhập lưu đơn vị chiều dài dọc sông (m2/s) t - Thời gian (s) x - Khoảng cách mặt cắt (m) Thiết lập tốn Mạng lưới sơng sử dụng cho mơ hình Mike 11 HD - Hệ thống sơng Gianh: gồm 26 mặt cắt (trong Sơng Gianh với 15 mặt cắt, sơng Son với 11 mặt cắt) Hình p2.1 Sơ đồ mạng lưới sông Gianh vi - Hệ thống sông Nhật Lệ: Kiến Giang với 18 mặt cắt, Long Đại với 28 mặt cắt, Nhật Lệ với 18 mặt cắt Hình p2.2 Sơ đồ mạng lưới sơng Nhật Lệ - Điều kiện biên cho mạng lưới sông Gianh: Biên sông Gianh số liệu mực nước theo thời gian trạm Tun Hóa, biên sơng Son số liệu lưu lượng theo thời gian tính tốn từ mơ hình Mike NAM (phụ lục 1), biên cửa Gianh số liệu mực nước cửa Gianh theo thời gian lấy từ Bảng thủy triều 2012 Trung tâm Hải văn - Điều kiện biên cho mạng lưới sông Nhật Lệ: Biên sông Kiến Giang số liệu mực nước theo thời gian trạm Lệ Thủy, biên sông Long Đại số liệu lưu lượng theo thời gian tính tốn từ mơ hình Mike NAM (phụ lục 1), biên cửa Nhật Lệ số liệu mực nước cửa Nhật Lệ theo thời gian lấy từ Bảng thủy triều 2012 Trung tâm Hải văn vii - Thời gian tính tốn: lấy tháng đại diện tháng V tháng XI năm 2012 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình Hiệu chỉnh mơ hình Mike 11 HD với số liệu mực nước thực đo trạm Đồng Hới tháng V năm 2012 Hình p2.3 Mực nước thực đo tính tốn trạm Đồng Hới tháng V/2012 Từ kết tính tốn, xác định số NASH R2=0.87, số đạt loại tốt, sử dụng tham số HD để kiểm đinh mơ hình - Để kiểm định mơ hình, tác giả sử dụng số liệu thực đo trạm Đồng Hới tháng XI năm 2012 Kết kiểm định với số NASH R2=0.86, giá trị loại tốt, sử dụng thơng số HD để tính tốn cho trường hợp khác viii Hình p2.4 Mực nước thực đo tính tốn trạm Đồng Hới tháng XI/2012 Ứng dụng mơ hình tính tốn thủy lực cho hệ thống sơng Gianh sơng Nhật Lệ Kết tính tốn từ mơ hình Mike 11 HD lưu lượng sơng Gianh sơng Nhật Lệ, trích điểm thích hợp làm biên đầu vào cho mơ hình Mike 21 HD ix Phụ lục - Trường sóng ổn định vùng biển Quảng Bình Tác giả sử dụng modul SW để tính tốn mơ trường sóng ổn định cho tháng đại diện, sau trích xuất kết sử dụng cho mơ hình Mike 21 HD&Ecolab - Điều kiện biên cho modul SW: biên biển phía Bắc phía Nam điều kiện biên Ngang, biên cửa sơng biên đóng, biên phía biển thơng số sóng (độ cao sóng, chu kỳ sóng theo hướng chủ đạo tháng V tháng X xác định từ số liệu sóng trạm Cồn Cỏ (1975-2008)) Thời gian tính tốn đại diện tháng V tháng XI năm 2012 Hình p3.1 Trường sóng ổn định hướng Đông Nam (tháng V) vùng biển Quảng Bình x Hình p3.2 Trường sóng ổn định hướng Đơng Bắc (tháng XI) vùng biển Quảng Bình xi Hình p3.3 Trường sóng ổn định hướng Bắc (tháng XI) vùng biển Quảng Bình xii ... nhận nước thải 1.3.2 Hiện trạng môi trường vùng cửa sông ven biển Theo Báo cáo chất lượng nước trầm tích vùng bờ tỉnh Quảng Bình[ 7] trạng chất lượng nước cửa sông ven biển tỉnh sau: a) Chất lượng. .. bờ biển tỉnh Quảng Bình 116,04 km, diện tích tự nhiên vùng ven biển tỉnh Quảng Bình 5.501 km2 Hình 1.1 Bản đồ hành tỉnh Quảng Bình[ 25] Phạm vi nghiên cứu luận văn vùng cửa sông ven biển tỉnh Quảng. .. giải pháp kịp thời Vì đề tài ? ?Nghiên cứu biến động chất lượng nước vùng cửa sông ven biển tỉnh Quảng Bình? ?? góp phần làm sáng tỏ mục tiêu Vấn đề môi trường cửa sông ven biển chịu ảnh hưởng trực tiếp