Tính thế tương tác nguyên tử hiệu dụng phi điều hòa và các cumulant với khai triển bậc cao cho các tinh thể cấu trúc BCC với phương pháp cổ điển

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Thị Hồng Mai TÍNH TỐN LAN TRUYỀN NƢỚC DẰN TÀU VÙNG BIỂN BẮC BỘ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Thị Hồng Mai TÍNH TỐN LAN TRUYỀN NƢỚC DẰN TÀU VÙNG BIỂN BẮC BỘ Chuyên ngành: Hải dƣơng học Mã số: 60 44 02 28 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS Đinh Văn Ƣu Hà Nội – 2014 ii Lời cảm ơn Luận văn hồn thành Bộ mơn Hải dương học, Khoa Khí tượng Thủy văn Hải dương học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới GS.TS Đinh Văn Ưu- môn Hải dương học- người định hướng, trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ em nhiều mặt Học viên xin gửi lời cảm ơn trân trọng tới thầy cô môn Hải dương học giảng dạy, truyền thụ kiến thức cho học viên tất tận tâm, nhiệt huyết Học viên xin gửi lời cảm ơn tới bạn lớp, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành khóa luận Với lòng biết ơn sâu sắc, học viên xin gửi lời biết ơn chân thành tới gia đình, anh em, bạn bè ln ln đồng hành, chia sẻ, động viên, giúp đỡ học viên toàn chặng đường qua Trong trình thực hiện, luận văn chắn khơng tránh khỏi có nhiều thiếu sót, học viên mong nhận góp ý thầy cô bạn đồng nghiệp để luận văn hồn thiện Hà Nội, 2014 i MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG iv DANH MỤC CÁC HÌNH v CHỮ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN ĐỐI TƢỢNG VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan đối tƣợng nghiên cứu 1.1.1 Nƣớc dằn tàu (Ballast Water) 1.1.2 Đặc điểm quản lý nƣớc dằn tàu khu vực nghiên cứu 1.1.3 Tổng quan nghiên cứu nƣớc dằn giới 1.1.4 Tổng quan nghiên cứu nƣớc dằn Việt Nam 12 1.1.5 Tổng quan phƣơng pháp mơ hình tính tốn lan truyền 13 1.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu 15 1.2.1 Vị trí đia lý địa hình 15 1.2.2 Đặc điểm khí hậu 17 1.2.3 Điều kiện hải văn 19 Chƣơng PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Phƣơng pháp phân tích tổng hợp 22 2.2 Phƣơng pháp mơ hình số 22 2.2.1 Cơ sở lý thuyết mơ hình Mike 21 FM TR 22 2.2.2 Phƣơng pháp số 25 ii Chƣơng KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH 30 3.1 Thiết lập thông tin đầu vào cho mô hình 30 3.1.1 Số liệu đầu vào cho mơ hình 30 3.1.2 Miền tính điều kiện tính tốn 33 3.2 Các tham số mơ hình 34 3.3 Các kịch mô 34 3.3.1 Các phƣơng án tính tốn dịng chảy 34 3.3.2 Kịch lan truyền nƣớc dằn tàu 35 3.4 Kết tính tốn mơ hình 37 3.4.1 Kết tính tốn trƣờng dòng chảy vịnh Bắc Bộ 37 3.4.3 Kết mô lan truyền nƣớc dằn tàu 42 3.4.3 Đánh giá 61 KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Khả dằn số loại tàu biển Bảng Lƣợng hàng hóa thơng qua cảng Hải Phịng giai đoạn 2005-2012 Bảng Biến động nhiệt độ không khí theo mùa (0C) 17 Bảng Đặc trƣng tốc độ gió trạm Hịn Dấu (m/s) 18 Bảng Số lƣợng tàu đến cảng Hải Phòng giai đoạn 2005-2012 32 Bảng Số liệu khảo sát yếu tố môi trƣờng nƣớc dằn tàu 32 Bảng Các tham số sử dụng mơ hình 34 Bảng Kết lan truyền nƣớc dằn tàu theo kịch mùa gió đơng bắc 45 Bảng Kết lan truyền nƣớc dằn tàu theo kịch mùa gió đơng bắc 48 Bảng 10 Kết lan truyền nƣớc dằn tàu theo kịch mùa gió đơng bắc 51 Bảng 11 Kết lan truyền nƣớc dằn tàu theo kịch mùa gió tây nam 54 Bảng 12 Kết lan truyền nƣớc dằn tàu theo kịch mùa gió tây nam 57 Bảng 13 Kết lan truyền nƣớc dằn tàu theo kịch mùa gió tây nam 60 Bảng 14 Kết biến đổi nồng độ theo kịch mùa gió đơng bắc 62 Bảng 15 Kết biến đổi nồng độ theo kịch mùa gió tây nam 62 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Quy trình bơm, xả nƣớc dằn tàu tàu thuyền Hình Phạm vi vùng biển nghiên cứu 16 Hình Sơ đồ nguyên tắc chia lƣới 26 Hình Địa hình lƣới tính tam giác vùng nghiên cứu 33 Hình Hải trình đến cảng Hải Phịng 36 Hình Phân bố rạn san hô, thảm cỏ biển rừng ngập mặn khu vực phía bắc Việt Nam 36 Hình Phân bố trƣờng dịng chảy trung bình tháng 12 38 Hình Trƣờng hồn lƣu tầng mặt vịnh Bắc Bộ tháng 39 Hình Sơ đồ dòng chảy vịnh Bắc Bộ mùa đônng (theo Báo cáo kết điều tra tổng hợp vịnh Bắc Bộ (1964) 39 Hình 10 Phân bố trƣờng dịng chảy trung bình tháng 40 Hình 11 Hồn lƣu tầng mặt vịnh Bắc Bộ tháng 41 Hình 12 Sơ đồ dịng chảy vịnh Bắc Bộ mùa hè (theo Báo cáo kết điều tra tổng hợp vịnh Bắc Bộ (1964) 41 Hình 13 Nồng độ vật chất ban đầu nƣớc dằn tàu theo kịch (tháng 12) 42 Hình 14 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 10 ngày theo kịch (tháng 12) 43 Hình 15 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 20 ngày theo kịch (tháng 12) 43 Hình 16 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 30 ngày theo kịch (tháng 12) 44 Hình 17 Trƣờng nồng độ ban đầu theo kịch (tháng 12) 45 Hình 18 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 10 ngày theo kịch (tháng 12) 46 Hình 19 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 20 ngày theo kịch (tháng 12) 46 Hình 20 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 30 ngày theo kịch (tháng 12) 47 Hình 21 Trƣờng nồng độ ban đầu theo kịch (tháng 12) 48 Hình 22 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 10 ngày theo kịch (tháng 12) 49 v Hình 23 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 20 ngày theo kịch (tháng 12) 50 Hình 24 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 30 ngày theo kịch (tháng 12) 50 Hình 25 Trƣờng nồng độ ban đầu theo kịch (tháng 6) 51 Hình 26 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 10 ngày theo kịch (tháng 6) 52 Hình 27 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 20 ngày theo kịch (tháng 6) 53 Hình 28 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu nƣớc dằn tàu sau 30 ngày theo kịch (tháng 6) 53 Hình 29 Trƣờng nồng độ ban đầu theo kịch (tháng 6) 54 Hình 30 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 10 ngày theo kịch (tháng 6) 55 Hình 31 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 20 ngày theo kịch (tháng 6) 56 Hình 32 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 30 ngày theo kịch (tháng 6) 56 Hình 33 Trƣờng nồng độ ban đầu theo kịch (tháng 6) 57 Hình 34 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 10 ngày theo kịch (tháng 6) 58 Hình 35 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 20 ngày theo kịch (tháng 6) 59 Hình 36 Phân bố nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu sau 30 ngày theo kịch (tháng 6) 59 Hình 37 Biến đổi nồng độ tâm vị trí xả (tháng 12) 60 Hình 38 Biến đổi nồng độ tâm vị trí xả (tháng 6) 61 vi CHỮ VIẾT TẮT BOD: Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu Ôxy sinh hóa BW: Nƣớc dằn tàu (Ballast water) BWM: Cơng ƣớc quốc tế kiểm soát, quản lý nƣớc dằn cặn nƣớc dằn COD: Chemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy hóa học DWT: Trọng tải tổng cộng (tấn quy đổi) IMO: International Maritime Organization - Tổ chức hàng hải quốc tế TEU: Đơn vị đo hàng hóa đƣợc container hóa tƣơng đƣơng với container tiêu chuẩn 20ft (dài)x8 ft(rộng) x 8,5ft (cao) Turb: Turbidity - Độ đục vii MỞ ĐẦU Việt Nam có bờ biển trải dài 3254km từ Bắc vào Nam, vùng thềm lục địa thuộc chủ quyền rộng gấp lần diện tích đất liền, nhiều vịnh kín, sơng có độ sâu tƣơng đối lớn, vị trí địa lý nằm gần với tuyến hàng hải quốc tế, nên Việt Nam có tiềm lớn việc phát triển kinh tế biển Việt Nam nằm trục giao thông đƣờng biển quốc tế từ Thái Bình Dƣơng sang Ấn Độ Dƣơng Theo thống kê Tổ chức hàng hải quốc tế (IMO), vận tải biển ngành chủ đạo, chiếm ƣu tuyệt khoảng 80% lƣợng hàng hóa (về khối lƣợng) việc trao đổi thƣơng mại quốc gia có mức tăng trƣởng bình qn năm 8-9% Các cảng biển có khối lƣợng thơng qua lớn nằm khu vực châu Á – Thái Bình Dƣơng Ngành công nghiệp vận tải biển Việt Nam đƣợc quan tâm đầu tƣ phát triển Hệ thống cảng biển Việt Nam có khoảng 100 cảng biển, có 23 cảng biển lớn có khả tiếp nhận tàu từ 10-20 nghìn DWT trở lên Theo số thống kê cục hàng hải Việt Nam, năm 2011 có đến 98.901 lƣợt tàu vào cảng Việt Nam, với trọng tải đạt 294,5 triệu tấn, đó, hàng container đạt triệu TEUs, tàu ngoại 17.333 lƣợt với trọng tải 313.082.777 DWT Ngành vận tải biển có tác động tích cực góp phần phát triển kinh tế Việt Nam nói riêng kinh tế giới nói chung Tuy nhiên, hoạt động giao thơng vận tải biển cịn dẫn tới tác động làm ô nhiễm môi trƣờng nhƣ: nguồn nƣớc, khơng khí, tai nạn tàu thuyền, hoạt động trang thiết bị kỹ thuật, máy móc phƣơng tiện tàu thuyền v.v đặc biệt, việc xả nƣớc dằn tàu từ tàu biển cịn nguồn gây nhiễm vi sinh phá vỡ hệ sinh thái vùng biển Việt Nam Việc sử dụng két chứa nƣớc để dằn nhƣ phƣơng pháp tối ƣu để đảm bảo tính ổn định cho tàu Hàng năm, giới có khoảng 12 tỷ nƣớc dằn đƣợc sử dụng tàu, với khoảng gần 10.000 vi sinh vật, thực vật khác có nƣớc biển đƣợc luân chuyển đến nơi toàn cầu Phần lớn sinh vật đƣợc vận chuyển két dằn tàu khơng thể sống sót suốt thời gian tàu hành trình Tuy nhiên, sống sót đƣợc môi trƣờng sống mới, Kết lan truyền nước dằn tàu theo kịch mùa gió tây nam Bảng 11 Nồng Ngày Ban đầu Sau 10 ngày độ lớn Tọa độ tâm vệt nƣớc Phạm vi lan dằn tàu Kinh độ Vĩ độ 107044’E 17040’N 0,325 truyền (km) 107024'E 17050,6'N 70-90 Sau 20 ngày 0,165 10708,9'E Sau 30 ngày 0,104 106051,7'E 1805,8'N 80-110 1808'N Tâm Diện tích Diện tích Diện tích Diện tích dịch nồng độ nồng độ nồng độ nồng độ chuyển 20% 10% 5% 3% (km) 33-37 80-83 95-150 120-130 (km2) (km2) (km2) (km2) 0 0 750 1500 1800 3200 1000 1600 3000 180 400 800 b.Kết tính tốn kịch Tàu tuyến hải trình nêu tới gần bờ biển Hải Phòng, khoảng cách điểm xả đến cảng Hải Phòng khoảng cách 50 hải lý, tọa độ tâm điểm xả nƣớc dằn tàu (20010’N, 108049’E) Phân bố nồng độ ban đầu theo kịch hình 29 Hình 29 Trường nồng độ ban đầu theo kịch (tháng 6) Sau 10 ngày, nồng độ vật chất có giá trí đạt đơn vị nồng độ bị pha lỗng nhanh chóng xuống cịn 0,24 đơn vị nồng độ, diện tích có giá trị nồng độ 10% giá trị 54 ban đầu khoảng 500km2 Tâm vệt nƣớc dằn dịch chuyển, nhiên vị trí dịch chuyển khơng xa với khoảng cách km so với vị trí ban đầu Pham vi lan truyền theo kịch nhỏ so với mùa gió đơng bắc, chiều dài 55km, rộng 50km (hình 30) Sau 20 ngày, nƣớc dằn tàu giữ nguyên hƣớng lan truyền đông bắc- tây nam, phạm vi lan rộng theo chiều dọc khoảng 70 km theo chiều ngang khoảng 60 km (hình 31) Tuy nhiên tâm vệt nƣớc tập trung gần vị trí xả ban đầu cách vị trí ban đầu 17km, nồng độ lớn đạt giá trị 0,11 đơn vị nồng độ cách bờ tây bắc đảo Hải Nam 63km Hình 30 Phân bố nồng độ vật chất nước dằn tàu sau 10 ngày theo kịch (tháng 6) Đến 30 ngày sau, nồng độ tâm vệt nƣớc dằn tàu giảm 0,075 đơn vị nồng độ tâm, diện tích đạt giá trị lớn 50km2 Tuy nhiên, phạm vi lan truyền nhỏ nhiều so với mùa gió đơng bắc, chiều dài khoảng 90 km, rộng 100km cách bờ tây đảo Hải Nam 35km (hình 32) 55 Hình 31 Phân bố nồng độ vật chất nước dằn tàu sau 20 ngày theo kịch (tháng 6) Hình 32 Phân bố nồng độ vật chất nước dằn tàu sau 30 ngày theo kịch (tháng 6) 56 Bảng 12 Kết lan truyền nước dằn tàu theo kịch mùa gió tây nam Nồng độ lớn Ngày Ban đầu Tọa độ tâm vệt nƣớc Phạm vi Tâm Diện tích Diện tích Diện tích Diện tích dằn tàu lan dịch nồng độ nồng độ nồng độ nồng độ Kinh độ Vĩ độ 108049’E 20010’N truyền (km) Sau 10 ngày 0,24 108048,5'E 20016,72'N 50-55 Sau 20 ngày 0,112 108043,9'E 20012,95'N 60-70 Sau 30 ngày 0,075 108038,18'E 20010,3'N 90-100 chuyển 20% 10% 5% 3% (km) 9-10 18-20 30-35 (km2) (km2) (km2) (km2) 0 0 70 500 1600 2200 200 0 1350 2000 600 1800 c.Kết tính toán kịch Tàu tuyến hải trình nêu tới gần bờ biển Hải Phịng, khoảng cách điểm xả đến cảng Hải Phòng khoảng cách 50 hải lý, tọa độ tâm vị trí (20037’N, 107057’E) Phân bố nồng độ ban đầu theo kịch hình 33 Hình 33 Trường nồng độ ban đầu theo kịch (tháng 6) Nồng độ vật chất lớn vệt nƣớc dằn ban đầu đạt đơn vị nồng độ, sau 10 ngày giảm xuống 0,104 đơn vị nồng độ, tỷ lệ pha lỗng nhanh 57 cịn 10% giá trị ban đầu, diện tích đạt giá trị khoảng 100km2, cách bờ gần khoảng 77km; nhiên phạm vi lan truyền nhỏ so với mùa gió đơng bắc, lan truyền lên phía bắc hƣớng vào phía bờ với chiều dài khoảng 65km chiều rộng khoảng 50 km (hình 34) Sau 20 ngày, tốc độ lan truyền nƣớc dằn tàu diễn nhanh chóng so với 10 ngày đầu, nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu bị pha lỗng cịn 0,06 đơn vị nồng độ (giảm 16 lần), diện tích nồng độ đạt giá trị 10% giá trị ban đầu khoảng 0km2, cách bờ gần khoảng 55km; phạm vi lan rộng chiều dọc khoảng 120 km ngang khoảng 70 km (hình 35) lan lên phía bắc, tiến sát đến ven biển phía bắc tỉnh Quảng Ninh Sau 30 ngày, nồng độ lớn vệt nƣớc dằn tàu giảm nhiều xuống giá trị 0,035 đơn vị nồng độ, cách bờ gần khoảng 42km; đồng thời vệt nƣớc lan truyền xa vị trí ban đầu với khoảng cách 150km, phạm vi lan rộng đến bờ biển phía bắc tỉnh Quảng Ninh, kéo dài khoảng 150 km suốt dải ven bờ phía tây vịnh rộng 120km (hình 36) Hình 34 Phân bố nồng độ vật chất nước dằn tàu sau 10 ngày theo kịch (tháng 6) 58 Hình 35 Phân bố nồng độ vật chất nước dằn tàu sau 20 ngày theo kịch (tháng 6) Hình 36 Phân bố nồng độ vật chất nước dằn tàu sau 30 ngày theo kịch (tháng 6) 59 Kết lan truyền nước dằn tàu theo kịch mùa gió tây nam Bảng 13 Nồng Ngày Ban đầu độ lớn Tọa độ tâm vệt nƣớc Phạm vi Tâm Diện tích Diện tích Diện tích Diện tích dằn tàu lan dịch nồng độ nồng độ nồng độ nồng độ Kinh độ Vĩ độ 107057’E 20037’N truyền (km) Sau 10 ngày 0,104 107049,23'E 20035,59'N 50-65 Sau 20 ngày 0,06 Sau 30 ngày 0,035 107046,35'E 20043,27'N 70-120 10806,41'E 21013,45'N 80-150 chuyển 20% 10% 5% 3% (km) 15-18 30-35 40-50 (km2) (km2) (km2) (km2) 0 0 100 600 1800 0 40 2000 0 1200 Biến đổi nồng độ tâm vị trí xả theo thời gian đƣợc biểu diễn hình 37, hình 38 Sau 30 ngày mơ phỏng, nồng độ tâm vị trí xả theo kịch suy giảm tiến gần So sánh phạm vi lan truyền nƣớc dằn tàu theo ba kịch cho thấy: tốc độ suy giảm theo kịch lớn theo kịch nhỏ Kết phù hợp mơ tính đến q trình bình lƣu- khuếch tán, đó, tốc độ suy giảm phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy khu vực nghiên cứu Hình 37 Biến đổi nồng độ tâm vị trí xả (tháng 12) 60 Hình 38 Biến đổi nồng độ tâm vị trí xả (tháng 6) 3.4.3 Đánh giá 3.4.3.1 Tiêu chuẩn đánh giá Theo công ƣớc Quốc tế kiểm soát, quản lý nƣớc dằn cặn lắng tàu, 2004 (BWM) [24] không quy định đến nồng độ chất ô nhiễm nƣớc dằn Trong công ƣớc đề cập đến tiêu chuẩn xử lý nƣớc dằn nhƣ sau: (1) Tàu thực quản lý nƣớc dằn theo qui định xả 1m3 nƣớc dằn có 10 sinh vật khác có kích thƣớc tối thiểu lớn 50m 1ml nƣớc dằn có 10 sinh vật khác có kích thƣớc tối thiểu lớn 10m nhỏ 50m; (2) Chỉ thị vi khuẩn theo tiêu chuẩn sức khỏe ngƣời phải bao gồm: (1) Khuẩn tả toxicogenic (O1 O139) với đơn vị (colony forming unit –cfu) 100ml 1cfu gam (khối lƣợng ƣớt) mẫu sinh vật phù du (Zooplankton); (2) Khuẩn coli escherichia với 250cfu 100ml (3) Khuẩn cầu ruột enterococci với 100cfu 100ml 61 Theo Quy chuẩn QCVN 10:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lƣợng nƣớc biển ven bờ có quy định giới hạn số loại thông số nhƣ DO, BOD, COD nằm giới hạn từ bậc 100-101, số loại kim loại nặng nhƣ Chì (Pb), Asen (As), Đồng (Cu) có giới hạn từ 10-3-100, số loại hóa chất bảo vệ thực vật nằm khoảng 10-6 -10-5 [1] Đánh giá Để đánh giá chi tiết học viên lập bảng tổng hợp trình lan truyền nƣớc dằn tàu với mức nồng độ ban đầu khác nhau, kết tính tốn mơ với nồng độ đƣợc nêu bảng 14 bảng 15 Bảng 14 Kết biến đổi nồng độ theo kịch mùa gió đơng bắc Kịch Giá trị Phần trăm nồng độ suy giảm (%) Kịch Giá trị Kịch Phần trăm Giá trị nồng Phần trăm nồng độ suy giảm (%) độ suy giảm (%) Ban đầu 0,96 Sau 10 ngày 0,23 77 0,21 79 0,096 90 Sau 20 ngày 0,12 87,5 0,078 91,88 0,056 94,17 Sau 30 ngày 0,078 91,88 0,0375 96,1 0,035 96,36 Bảng 15 0,96 0,96 Kết biến đổi nồng độ theo kịch mùa gió tây nam Kịch Kịch Kịch Giá trị Phần trăm Giá trị Phần trăm Giá trị Phần trăm nồng độ suy giảm (%) nồng độ suy giảm (%) nồng độ suy giảm (%) Ban đầu 0,96 Sau 10 ngày 0,325 66,15 0,24 75 0,104 89,17 Sau 20 ngày 0,165 82,82 0,112 88,33 0,06 93,75 Sau 30 ngày 0,104 89,17 0,075 92,2 0,035 96,36 0,96 62 0,96 Thông qua kết tiến hành mô với kịch nêu cho thấy, sau 30 ngày mô phỏng, nêu thời kỳ gió mùa đơng bắc, nồng độ vật chất nƣớc dằn tàu theo kịch thứ giảm khoảng 8,12% giá trị ban đầu, kịch thứ hai khoảng 3,9%, kịch thứ 3, nồng độ giảm giá trị lớn khoảng 3,64% Trong thời kỳ gió mùa tây nam, xem xét biến động nồng độ chất nƣớc dằn tàu theo kịch thứ giảm khoảng 10,8% giá trị ban đầu, kịch thứ hai khoảng 7,8%, kịch thứ 3, nồng độ giảm giá trị lớn khoảng 3,6% giá trị ban đầu Với số liệu khảo sát số tàu (bảng 6), giá trị nồng độ COD biến động khoảng từ 30 - 300 mg/l Trong mùa gió tây nam, đƣợc xả theo kịch thứ sau 30 ngày, giá trị nồng độ COD cịn nằm khoảng 2,626,25(mg/l); đƣợc xả theo kịch thứ hai sau 30 ngày, giá trị nồng độ COD lớn nằm khoảng - 20,3(mg/l); đƣợc xả theo kịch thứ ba sau 30 ngày, giá trị COD nằm khoảng 0,9 - 9,3(mg/l) Trong mùa gió đơng bắc, đƣợc xả theo kịch thứ sau 30 ngày, giá trị nằm khoảng - 20,3(mg/l); đƣợc xả theo kịch thứ hai sau 30 ngày, giá trị nằm khoảng - 10,3(mg/l); đƣợc xả theo kịch thứ ba sau 30 ngày, giá trị COD nằm khoảng 0,9 - 9,3(mg/l) Theo kết mô phỏng, sau 30 ngày, phân bố nồng đồ COD kịch vƣợt ngƣỡng khu vực vùng nuôi trồng thủy sản, bảo tồn thủy sinh (3mg/l), vùng bãi tắm, thể thao dƣới nƣớc (4mg/l)[1] Nhƣ vậy, không xét đến yếu tố tác động q trình khác, phân bố có ảnh hƣởng định đối bãi tắm đẹp, hệ sinh thái tiêu biểu vùng nghiên cứu nhƣ san hô, cỏ biển nhƣ số khu bảo tồn biển (hình 9) 63 KẾT LUẬN Với mục tiêu luận văn cung cấp tranh chung phân bố theo không gian thời gian nƣớc dằn tàu sau đƣợc xả khỏi tàu theo kịch khác nhau, học viên sử dụng mô đun Mike 21 FM TR nằm gói phần mềm MIKE DHI (Viện thủy lực Đan Mạch) làm cơng cụ tính tốn đánh giá Qua q trình sử dụng mơ hình, rút số kết luận nhƣ sau: Qua kết tính tốn nhận thấy mơ hình có khả mơ tốt q trình lan truyền nƣớc dằn tàu vịnh Bắc Bộ, lựa chọn đƣợc tham số mơ hình cho khu vực nghiên cứu Trong tính tốn đây, phân bố nồng độ vật chất bảo tồn mặt rộng khối nƣớc phụ thuộc vào đặc điểm trƣờng gió nhƣ với trƣờng dịng chảy đƣợc tính tốn từ mô đun HD Các kịch mô với nồng độ khác theo mùa vị trí xả cho kết biến động phân bố chế độ nồng độ Tuy nhiên hƣớng lan truyền tƣơng đồng phù hợp với hƣớng dịng chảy đƣợc mơ Áp dụng tiêu chuẩn cho chất lƣợng nƣớc ven bờ thấy nguồn xả theo kịch thứ hai khơng ảnh hƣởng đến vùng nƣớc, vùng bờ biển Hải Phịng nói riêng vùng bờ biển Việt Nam nói chung Nguồn xả theo kịch thứ có ảnh hƣởng trực tiếp đến vùng bờ tỉnh Quảng Bình, Quảng Trị (trong mùa gió đơng bắc) - nơi đƣợc ghi nhận có phân bố thảm cỏ biển gần khu vực Cửa Gianh, Nhật Lệ (Quảng Bình), Cửa Tùng, Cửa Việt (Quảng Trị) nhƣ khu bảo tồn biển Cồn Cỏ (Quảng Trị), khoảng cách từ tâm đến bờ gần khoảng 80 -100km; ảnh hƣởng tới tỉnh Nam Định - Ninh Bình - Thanh Hóa - Nghệ An (trong mùa gió tây nam) - có ghi nhận có phân bố cỏ biển khu vực Xuân Hội (Nghệ An), Thanh Long (Thanh Hóa), hay San hơ khu bảo tồn biển Hịn Mê (Thanh Hóa), nhƣ khu trữ sinh đồng sông Hồng, cách bờ gần với khoảng cách 50-70km Nguồn xả theo kịch thứ ba, ảnh hƣởng trực tiếp đến tỉnh Ninh BìnhThanh Hóa - Nghệ An (trong mùa gió đơng bắc), đặc biệt khoảng cách từ tâm vệt nƣớc dằn tàu đến bờ gần khoảng 35 - 40km; tỉnh Quảng Ninh (trong mùa gió tây nam), khoảng cách từ tâm vệt nƣớc dằn đến bờ khoảng từ 64 42-55km Những mô theo kịch cho thấy vị trị xả nƣớc dằn tàu có ảnh hƣởng đến nồng độ vật chất tồn sau khoảng thời gian định Vị trí xả theo kịch thứ có phạm vi ảnh hƣởng lớn đến hệ sinh thái ven bờ Việt Nam Do vậy, nhà quản lý cần ý việc quản lý quy hoạch địa điểm xả nƣớc dằn tàu cho hợp lý phạm vi khu vực hàng hải phía bắc Việt Nam Kiến nghị: Để có đƣợc kết xác có tính thực tiễn hơn, cần có chuỗi số liệu đồng bộ, đầy đủ không gian thời gian vùng nghiên cứu Đặc biệt chuỗi số liệu nồng độ đặc điểm vật chất không bảo tồn liên quan đến loài sinh vật nƣớc dằn tàu Cần tiếp tục nghiên cứu sâu để tiến tới xây dựng kịch lan truyền nƣớc dằn tàu số vị trí nhạy cảm đƣa cảnh báo, tƣ vấn cho ngành nghề liên quan đến môi trƣờng biển Chính tác hại nghiêm trọng vật chất sinh vật theo nƣớc dằn tàu mà việc kiểm soát nƣớc dằn tàu vào hệ thống cảng nƣớc ta ngày cấp thiết Nhƣng nay, kiểm soát nƣớc dằn tàu tàu khai báo có xả nƣớc; bên cạnh đó, phƣơng pháp hiệu xử lý chƣa đƣợc chứng minh Do vậy, học viên nhận thấy việc áp dụng mẫu khai báo nƣớc dằn tàu IMO cần đƣợc nhà quản lý quan tâm để thông qua áp dụng nhằm kiểm soát cách chặt chẽ lƣợng nƣớc dằn tàu nhập cảnh nhƣ thông tin liên quan đến sinh vật theo nƣớc dằn tàu nhƣ xuất xứ, thời gian sống khoang, sinh vật ngoại lai hay địa 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Bộ tài nguyên Môi trƣờng (2008), Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước biển ven bờ- QCVN 10:2008/BTNMT Chính phủ (2012), Nghị định quản lý cảng biển luồng hàng hải, Hà Nội, tháng năm 2012 Nguyễn Xuân Hiển, Phạm Văn Tiến, Dƣơng Ngọc Tiến, Đinh Văn Ƣu (2009), ”Ứng dụng mơ hình ADCIRC tính tốn nƣớc dâng bão khu vực cửa sông ven biển Hải Phịng bão Damrey 2005”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 25 (1S), tr.431 -438 Hà Thanh Hƣơng (2013), “Biến động cấu trúc hồn lƣu vịnh Bắc Bộ”, Tạp Chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà N ội Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 29(1S), tr 80-88 Nguyễn Việt Quốc (2009), Khảo sát thành phần loài phiêu sinh động vật ngoại lai nước dằn tàu cảng thuộc thành phố Hồ Chí Minh Luận văn thạc sỹ sinh học, Trƣờng Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Kỳ Phùng, Ngơ Nam Thịnh, Trần Tuấn Hồng (2009), “Ứng dụng mơ hình tính toán lan truyền nƣớc dằn tàu” Khoa học Tự nhiên Công nghệ Tập24 (1S), tr.235-242 Lê Đức Tố (2001), Báo cáo tổng kết đề tài KĐL-CIS-01 Điều tra nghiên cứu hệ thống đảo ven bờ vịnh Bắc Bộ phục vụ cho việc qui hoạch phát triển kinh tế xã hội bảo vệ chủ quyền lợi ích quốc gia biển (1999- 2000), Trung tâm Thông tin - Tƣ liệu Quốc gia, Hà Nội Nguyễn Quốc Trinh, Nguyễn Minh Huấn, Phùng Đăng Hi ếu, Dƣ Văn Toán (2013), “Mô lan truyền dầu cố tràn dầu vịnh Bắc Bộ mơ hình số trị”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội,Khoa học Tự nhiên Công nghệ , Tập 29 (1S), tr 168-178 Trần Anh Tú, Lê Đức Cƣờng (2013), “Thử mô lan truyền nƣớ c dằn tàu vùng biển Nha Trang, Khánh Hòa”, Tuyển tập Tài nguyên Môi trường biển, Tập 17, Tr.205-212 66 10 Nguyễn Thế Tƣởng (2005), Báo cáo tổng kết đề tài KC-09-17 Điều tra tổng hợp điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên môi trường vịnh Bắc Bộ (2003-2005) Trung tâm Thông tin-Tƣ liệu Quốc gia, Hà Nội 11.Trần Thị Ngọc Tuyền (2009), “Khảo sát tình hình quản lý nước dằn tàu hệ thống cảng thành phố Hồ Chí Minh”, Luận văn thạc sỹ sinh học, Trƣờng Đại học Quốc gia Thành phố Chí Minh 12.Đinh Văn Ƣu, Hà Thanh Hƣơng, Phạm Hoàng Lâm(2007), “Phát triển ứng dụng mơ hình ba chiều thuỷ động lực-mơi trƣờng tính tốn dự báo lan truyền nhiễm dầu biển”, Tuyển tập cơng trình Hội nghị khoa học Cơ học thuỷ khí Tồn quốc năm 2006, Hội Cơ học Việt Nam, tr 537-546 13.Viện khoa học công nghệ Việt Nam (2009), Biển Đông, Tập I-Khái quát Biển Đông, NXB Khoa học Tự nhiên công nghệ, Hà Nội 14.Viện khoa học công nghệ Việt Nam (2009), Biển Đơng, Tập II- Khí tượng thủy văn động lực biển, NXB Khoa học Tự nhiên công nghệ, Hà Nội TIẾNG ANH 15.Australia Quarantine & Inspection Servive (1993) “Ballast Water Management Ballast Water Research” Report No.4A, pp 235-245 16.Carlton, J.T, Reid, D.M and H.van Leeuwen (1995), “ The Role of Shipping in the Introduction of Nonindigenous Aquatic Organisms to the Coastal Water of the United States (other than the Great Lakes) and an Analysis of Control Options” U.S Coast Guard, Groton CT and U.S Dept.of Transportation, Washington DC Report No, CG-D-11-95 17.K.L.S Drury, J.M Drake, D.M Lodge, G.Dwyer (2007), “Immigration events dispersed in space and time: Factors affecting invasion success”,Ecological modelling 206(2007), pp 63-78 18.S Jaya Kumar , M.T.Babu and P.Vethamony (2010), “Modelling ballast water dispersion Kachchh Bay”, Journal of environmental management 1), pp 45-57 19.Hallegraeff et al (1993), “A Review of harmful algal blooms and their apparent global increase”, Phycologia 32 (2): pp 79-99 20.http://www.aapa-ports.org/files/PDFs/ballast pdf 21.http://www.parliament.vic.gov.au/enrc/inquiries/old/enrc/ballast/Ballast-06/htm 67 22.G Han, C.McKenzie, and M.He (2007), “Dispersive Characteristics of Ballast Water Exchanges off Newfoundland: A Model- Based Study”, Estuarine and Coastal Modelling Congress 2007, pp 999-1018 22.Harbison, G R and Volovik, S P (1994), “The ctenophore, Mnemiopsis leidyi, in the Black Sea: a holoplanktonic organism transported in the ballast water of ships” US Department of Commerce, NOAA, Washington, DC, pp 25–36 23.International Maritime Organization (2004), International Convention for the Control and Management of Ship’s Ballast water and sediment, London 24.Max R.Larso, Michael G.G.Foreman,Colin D Levings, and Michael R Tarbotton (2003), “D ispersion o f dis c harged ship b allast water in Vancou ver Harbour, Juan de Fuca Strait, and o ffshore of the Washington Coast”, Journal of Environment Scientific, 28(2), pp 163-176 25.Mike flow model (2007), Hydronamic module: Scientific Documentation DHI Water and Environment, Denmark 26 Mike flow model (2007), Transport module: Scientific Documentation, DHI Water and Environment, Denmark 27.Roe, P.L (1981), “Approximate Riemann solvers, paramete r vectors, and difference-schemes”, Journal of Computational Physics, 43, pp357-372 28.Smith, L.D, Wonham, M.J, McCann, L.D, Reid, D.M, Carlton ,J.T, and G.M.Ruiz (1996), Biological Invasions by Nonindigenous Species in United States Waters: Quantifying the Role of Ballast Water and Sediments, US Department of Transportation, Washington DC 29.Shushkina E, Musayeva E (1990), “Structure of the plankton community from the Black Sea and its changes as a result of the introduction of a ctenophore species” Oceanography, 30, pp225-228 30.Wells Mathew G., Sarah A Bailey, Barry Ruddick ( 2011), “The dilution and dispersion of ballast water discharged into Goderich Harbor”, Marine pollution Bulletin, 2011(03), pp 301-209 31.Yajun Sun (2013), “Physical dispersion and dilution of Ballast Water Discharged in St.Clair River:Implications for biological invasions”, Water Resources research, Vol 49, pp 2395-2407 68 ... pháp bậc thấp phƣơng pháp bậc cao Phƣơng pháp bậc thấp phƣơng pháp Euler bậc Un+1-Un + t.G(Un) (2.21) Với t bƣớc thời gian Phƣơng pháp bậc cao sử dụng phƣơng pháp Runge Kuuta bậc hai có dạng: U... KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH 30 3.1 Thiết lập thông tin đầu vào cho mơ hình 30 3.1.1 Số liệu đầu vào cho mơ hình 30 3.1.2 Miền tính điều kiện tính tốn 33 3.2 Các tham... 3.1.2 Miền tính điều kiện tính tốn Miền tính bao trùm tồn vịnh Bắc Bộ đƣợc xây dựng lƣới tam giác phi cấu trúc gồm 6019 nút, 10503 phần tử, góc nhỏ phần tử tam giác 30 độ, khoảng cách nút từ