Luận văn thạc sĩ tính toán lan truyền vật chất ô nhiễm khu vực vịnh nha trang bằng mô hình số

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN CHÍ CƠNG TÍNH TỐN LAN TRUYỀN VẬT CHẤT Ô NHIỄM KHU VỰC VỊNH NHA TRANG BẰNG MƠ HÌNH SỐ LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội – 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN CHÍ CƠNG TÍNH TỐN LAN TRUYỀN VẬT CHẤT Ơ NHIỄM KHU VỰC VỊNH NHA TRANG BẰNG MƠ HÌNH SỐ Chun nghành: Hải Dương Học Mã số: 60.44.97 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Minh Huấn Hà Nội – 2012 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .4 CHƯƠNG MƠ HÌNH SỐ TRỊ 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu giới 1.1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước 1.2 Môđun MIKE 21 HD 10 1.2.1 Cơ sở toán học 10 1.2.2 Phương pháp số 13 1.3 Môđun ECO Lab 17 1.3.1 Cơ sở lý thuyết [15] 17 1.3.2 Ơxy hịa tan (DO) nhu cầu ơxy sinh hóa (BOD) 18 1.3.3 Các hợp phần Nitơ 22 1.3.4 Hợp phần Photpho 24 CHƯƠNG TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 26 2.1 Tổng quan điều kiện tự nhiên 26 2.1.1 Vị trí địa lí 26 2.1.2 Đặc điểm gió 26 2.1.3 Đặc điểm sơng ngịi 27 2.1.4 Đặc điểm nhiệt - muối 28 2.1.5 Đặc điểm dòng chảy 28 2.1.6 Đặc điểm thủy triều dao động mực nước 29 2.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội .29 2.3 Hiện trạng môi trường vịnh Nha Trang 30 2.3.1 Các nguồn thải 30 2.3.2 Chất lượng nước vịnh Nha Trang 31 CHƯƠNG ÁP DỤNG MƠ HÌNH VÀ KẾT QUẢ .33 3.1 Thiết lập thông tin đầu vào cho mơ hình 33 3.1.1 Thu thập số liệu 33 3.1.2 Địa hình đáy 34 3.1.3 Thiết lập lưới tính 35 3.1.4 Điều kiện biên điều kiện ban đầu 36 3.2 Hiệu chỉnh mơ hình 41 3.3 Một số kết tính tốn 44 3.3.1 Kết tính tốn cho mùa khơ 44 3.3.2 Kết tính tốn cho mùa mưa 60 3.3.3 Kết tính tốn kịch ô nhiễm thời kỳ mùa mưa 75 KẾT LUẬN 80 KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 MỞ ĐẦU Thành phố Nha Trang thành phố xinh đẹp thơ mộng nước Không Nha Trang xếp vào giới vịnh đẹp giới thiên nhiên ban tặng Với diện tích khoảng 500km 2, 19 đảo lớn nhỏ 25km bờ biển, vịnh Nha Trang hàng năm đón nhận hàng vạn lượt khách du lịch nước đến tham quan, du lịch Một đặc điểm biển Nha Trang nước biển xanh, chất lượng nước tốt, đa dạng sinh học với nhiều loài sinh vật rạn san hô thật kỳ vĩ Tuy nhiên, năm gần đây, với phát triển kinh tế chung, ngành nghề kinh tế thành phố tăng trưởng với tốc độ nhanh Mặt trái phát triển tác động trực tiếp gián tiếp ngành nghề kinh tế gây nên áp lực lớn môi trường Đó suy giảm chất lượng nước vịnh Nha Trang, đa dạng sinh học ngày đi, suy thoái hệ sinh thái, cân sinh học dẫn đến hủy hoại môi trường sống, ảnh hưởng tới chất lượng nước bãi tắm, chất lượng vùng nuôi trồng thủy sản Hậu biến đổi lại tác động trở lại ngành nghề khác ngành nuôi trồng thủy sản, ngành du lịch – dịch v Trước biến động xấu mơi trường biển, có nhiều báo cáo, kiến nghị, đề xuất, hội nghị nhà quản lý, nhà hoạch định, nhà khoa học nhằm đưa giải pháp hợp lí giúp ngăn chặn, bảo vệ, ph c hồi vịnh Nha Trang vốn có Cơng việc triển khai cách gấp rút toàn diện Một cơng c sử d ng để giúp công việc cách hiệu nhanh chóng, đỡ tốn việc sử d ng mơ hình số trị để mơ q trình lan truyền vật chất gây ô nhiễm từ cửa sơng tảng q trình thủy động lực Lợi mơ hình tốn học mơ cách tồn diện theo khơng gian thời gian q trình tác động biến đổi để đưa dự báo, cảnh báo môi trường Nhận thức mức độ cấp thiết vấn đề môi trường vịnh Nha Trang, học viên lựa chọn hướng nghiên cứu với đề tài: “Tính tốn lan truyền vật chất nhiễm khu vực vịnh Nha Trang mơ hình số” để mô số vật chất từ cửa Sơng Cái, Sơng Tắc có khả ảnh hưởng đến chất lượng mơi trường Có nhiều k thuật đánh giá mức độ ô nhiễm nước dựa vào giá trị thông số chọn lọc Các k thuật sử d ng ch số để thực mức độ ô nhiễm Trong n u số ch số công nhận Ch số ô nhiễm dinh dưỡng NPI dựa vào thông số NH4+, NO3-, NO2-, tổng P, pH, chlorophyll, độ dẫn điện độ đ c Ch số ô nhiễm hữu OPI dựa vào thông số OD, COD, nhiệt độ DO Với nguồn số liệu có từ số đề tài thực Viện Hải dương học đề tài cấp Cơ sở phòng Vật lý biển, phịng Thủy địa hóa, đề tài cấp Viện Khoa học Công nghệ, Các Dự án hợp tác quốc tế, tác giả sử d ng gói phần mềm MIKE 21 HD, ECO Lab để mơ q trình lan truyền số vật chất gây nhiễm từ cửa sông mùa mưa mùa khô Trong khuôn khổ luận văn, m c tiêu học viên tính tốn, mơ phỏng, đưa tranh trình động lực trình truyền tải vật chất gồm BOD, DO, NO3-, PO4+, NH3+, từ cửa cửa Sông Cái Nha Trang, Sơng Tắc Nha trang Sơng Cái Ninh Hịa tới vịnh Nha Trang, đặc biệt bãi tắm Nha Trang Một kịch ản mô lan truyền vật chất nhiễm với giả thiết có gia tăng vượt ngưỡng giới hạn cho ph p nồng độ chất gây ô nhiễm từ cửa sông để đánh giá mức độ lan truyền ảnh hưởng vật chất tới chất lượng nước ãi tắm khu vực Nha Trang Các kết nghiên cứu luận văn góp phần ổ sung th m thông tin khoa học nghi n cứu, đánh giá vai tr tác động cửa sông tới chất lượng nước khu vực vịnh Nha Trang ãi tắm Luận văn tài liệu tham khảo liên quan tới vấn đề môi trường nóng bỏng nhạy cảm khu vực vịnh Nha Trang Chương MƠ HÌNH SỐ TRỊ 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu giới Sử d ng mơ hình số để tính tốn, mơ phỏng, đánh giá chất lượng môi trường nước khu vực gần bờ, khu bãi tắm, khu nuôi trồng thủy sản thực phổ biến giới Tùy thuộc vào đối tượng m c đích nghi n cứu, việc áp d ng loại mơ hình tính tốn khác Có thể liệt kê số mơ hình thường áp d ng để đánh giá chất lượng nước giới Mơ hình WASP7 (Water Quality Analysis Simulation Program 7) mơ hình xây dựng dựa tr n mơ hình trước WASP – xây dựng Di Toro, 1983; Connolly vaf Winfield, 1984; Am rose, R , 1988 Mơ hình sử d ng để mô tả dự báo chất lượng nước giúp nhà quản lý đưa định, giải pháp đối phó với tượng ô nhiễm tự nhi n người Mơ hình cho ph p người sử d ng áp d ng khơng gian 1D mô tựa 2D 3D cách chia hộp với đa dạng thành phần chất ô nhiễm Mô hình WASP liên kết với mơ hình thủy động lực vận chuyển trầm tích để thu trường dòng chảy, nhiệt độ, độ muối thơng lượng trầm tích Mơ hình WASP sử d ng để mơ q trình yếm khí vịnh Tampa; Cung ứng Photpho cho hồ Okeechobee; Quá trình yếm khí cửa sơng Neuse River; Ơ nhiễm vật chất hữu dễ phân hủy cửa sông Delaware, ô nhiễm kim loại nặng sông Deep, bắc Carolina [16] Mơ hình AQUATOX mơ hình mơ hệ sinh thái thủy sinh Mơ hình dự báo trình suy tàn nhiều loại chất gây nhiễm mơi trường dinh dưỡng, hóa học hữu cơ, ảnh hưởng chúng lên hệ sinh thái, bao gồm lồi cá, động vật khơng xương sống lồi thực vật thủy sinh AQUATOX cơng c hữu hiệu cho nhà môi trường học, sinh học, nhà mơ hình hóa chất lượng nước cần quan tâm tới việc đánh giá rủi ro suy giảm hệ sinh thái thủy sinh Mơ hình QUAL2K (hay Q2K) (River and Stream Water Quality Model) nâng cấp từ mơ hình trước QUAL2E hay Q2E (Brown Barnwell 1987 Đây mơ hình mơ chất lượng nước suối sơng chiều có tham gia q trình xáo trộn rối bên Một đặc điểm linh hoạt mơ hình chạy môi trường Visual basic môi trường Excel Mơ hình có đặc điểm sau: tính tốn phân đoạn sơng nhánh sơng Mơ hình tính tốn chu trình Nitơ Thơng qua chu trình chuyển hóa nitơ để biểu diễn hợp chất cacbon (loại ơxy hóa nhanh chậm), loại cacbon hữu không sống (các phân tử cac on, nitơ, phơtpho hợp chất hóa học) Các q trình thiếu h t ơxy gần tới giá trị khơng q trình ơxy hóa, q trình khử nitơ ước tương tác Tính tốn thơng lượng trao đổi ơxy h a tan dinh dưỡng trầm tích nước DELFT 3D Viện nghiên cứu thuỷ lực Hà Lan cho phép kết hợp mơ hình thuỷ lực chiều với mơ hình chất lượng nước Ưu điểm mơ hình việc kết hợp module tính tốn phức tạp để đưa kết tính mơ cho nhiều chất nhiều q trình tham gia SMS Trung tâm nghiên cứu phát triển k thuật quân đội M xây dựng cho phép kết hợp mơ hình thuỷ lực 1, chiều với mơ hình chất lượng nước, module RMA4 mơ hình số trị vận chuyển yếu tố chất lượng nước phân bố đồng theo độ sâu Nó tính tốn tập trung thành phần bảo tồn khơng bảo tồn tính toán theo lưới chiều chiều ECOHAM (phiên 2) mơ hình số 3D kết hợp module thủy lực với module sinh thái phát triển nhóm nghiên cứu Trường đại học Ham urg Đức) Mơ hình chủ yếu tính tốn dựa chu trình hợp phần Nitơ Photpho có tính đến thực vật động vật phù du nước biển ECOSMO (ECOSystem MOdel) mơ hình cặp ba chiều thủy động lực – ăng iển – sinh địa hóa Mơ hình phát triển dựa mơ hình thủy động lực HAMSOM HAM urg shelf Ocean Model liên kết mô đun động lực nhiệt động lực biển - ăng Schrum ackhaus, 1999 môđun sinh học Schrum, 2006 Môđun sinh học NPZD dựa trình chuyển đổi mức thứ hai chuỗi thức ăn điểu khiển thông lượng Nitơ, Photpho Silic Điều quan trọng tính tốn mơ hình thống giới hạn chu trình dinh dưỡng vĩ mô động vật phù du mơ hình chuẩn đốn iến đổi cho tương tác phi tuyến hệ sinh thái mức thứ thứ hai chuỗi thức ăn Th m vào đó, mơ hình cịn tính tốn biến đổi mảnh v n ơxy để đánh giá lượng cịn lại q trình ơxy hóa Các tính tốn sinh khối sơ cấp thứ cấp Mơ hình ECOSMO áp d ng cách thành công việc mô tả khu vực có động lực dinh dưỡng yếu khu vực Biển Bắc BASINS EPA nhằm trợ giúp đánh giá kiểm tra hệ thống liệu thông tin môi trường, giúp hệ thống phân tích mơi trường phân tích phương án quản lý Một điểm bật ASINS đưa vào cách tiếp cận dựa tảng lưu vực sơng, có kết hợp quản lý liệu không gian thông qua hệ thông tin địa lý GIS BASINS dùng cho m c đích sau Mơ điều kiện lưu vực đánh giá trạng chất lượng nước; Mô tác động việc thay đổi sử d ng đất có tính đến cân nước, mơ kịch nguồn ô nhiễm điểm diện, xây dựng phát triển cách quản lý lưu vực Các nhóm tham số mơ hình bao gồm: Các hợp chất dinh dưỡng Nitơ Photpho, DO, BOD, thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật, bùn Bộ phần mềm MIKE Viện Thuỷ lực Đan Mạch (DHI) phát triển thương mại hoá Một đặc điểm mạnh MIKE dễ sử d ng với giao diện Windows, kết hợp chặt chẽ với GIS (hệ thống thơng tin địa lý) MIKE tích hợp module thuỷ lực (HD) chất lượng nước (ECO Lab), bao gồm: thuỷ lực, truyền tải - khuếch tán chất lượng nước MIKE mơ hình với nhiều tính mạnh, khả ứng d ng rộng rãi cho nhiều dạng thuỷ vực khác 1.1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước Ở nước ta, năm gần đây, hướng nghiên cứu, xây dựng sử d ng mơ hình nghiên cứu thủy động lực – mơi trường quan tâm Trong nghiên cứu, điều tra, tính tốn nhiễm mơi trường vũng vịnh khu vực ven biển - khu vực tập trung chủ yếu hoạt động kinh tế người đã, tiến hành Chương trình hợp tác với Cơ quan hợp tác Quốc tế Nhật Bản - JICA (1995 – 1998) Viện Tài nguy n Môi trường biển – Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, ước đầu sử d ng phương pháp tính d ng vật chất bổ sung (Flux) qu nguồn (Budget) chạy phần mềm chuyên d ng CABARET of LOICZ (M để đánh giá mức độ tích t khuếch tán vật chất số điểm thuộc vịnh Hạ Long Sau đó, phương pháp nghi n cứu c n sử d ng tính tốn mức độ dinh dưỡng hệ đầm phá Tam Giang – Cầu Hai (Thừa Thiên Huế Tuy nhi n, phương pháp chưa tính tốn đến q trình khuếch tán vật chất khơng gian ch giới hạn số điểm định Hoàng Dương Tùng 2004 , phạm vi luận án tiến sĩ, sử d ng phần mềm DELFT 3D - WAQ đánh giá khả chịu tải ô nhiễm Hồ Tây với m c đích xây dựng khoa học việc xây dựng kế hoạch bảo vệ phát triển Hồ Tây Nội dung xem x t đến khả iến động yếu tố DO, BOD, COD, NH4+, NO3-, PO4- theo không gian chiều thời gian [7] Trong khuôn khổ đề tài cấp Bộ Thủy sản, Trần Lưu Khanh cộng tiến hành nghiên cứu sức chịu tải khả tự làm khu vực nuôi cá lồng bè Phất Cờ (Quảng Ninh) Tùng Gấu (Hải Phịng) dựa q trình chuyển hóa hợp chất dinh dưỡng, hữu chế độ thủy động lực thủy vực nghiên cứu [6] Trong số nghiên cứu thuộc chương trình cấp Nhà nước cấp Bộ, đề tài triển khai theo hướng đánh giá nguồn thải ô nhiễm biển sông tải ra, thuộc đề tài KT.03.07 - 1996 , đánh giá tổn thất môi trường hoạt động kinh tế gây với vùng ven biển Tuy nhiên, nghiên cứu chưa thể mức độ chi tiết cao thủy vực nhỏ số biến mơi trường cịn hạn chế, đồng thời cịn mang tính chất vĩ mô cho khu vực nghiên cứu Tại khu vực vịnh Nha Trang, có số cơng trình nghiên cứu môi trường liên quan tới truyền tải vật chất từ cửa sông, trình tự làm mơi trường Một số cơng trình nghiên cứu điển hình liệt k Phan Minh Th , Nguyễn Hữu Huân 1999 sử d ng phương pháp mơ hình hóa q trình sinh học để nghiên cứu q trình tự làm mơi trường biển khu vực vịnh Nha Trang với nguồn thải nước sinh hoạt bị ô nhiễm từ sông Cái Kết nghiên cứu ch ra, sau 24 khả tự làm chất ô nhiễm hữu nước biển đạt từ 42 - 90% Nghiên cứu khơng tính đến ảnh hưởng q trình thủy động lực ven biển (vận chuyển, khuếch tán vật chất tác động thủy triều) Nhóm tác giả Thái Ngọc Chiến, Nguyễn Tác An, Bùi Hồng Long - Viện Hải dương học ứng d ng mơ hình số chiều ECOHAM vào tính tốn động lực học dinh dưỡng vịnh Vân Phong (Nha Trang - Khánh Hòa) đưa đặc trưng iến động theo mùa nồng độ Nitơ Photpho vịnh Một đề tài cấp Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam tiến hành nghiên cứu sức tải môi trường vịnh Cam Ranh mơ hình ECOSMO Viện Hải dương học chủ trì Đề tài sử d ng mơ hình để tính tốn, mơ q trình lan truyền số thành phần vật chất gây nhiễm, q trình sinh hóa từ có đánh giá trình tự làm vịnh Qua cơng trình nghiên cứu cơng ố, thấy rằng, nghiên cứu môi trường nhà khoa học quan tâm có kết nghiên cứu định từ thống kê, phân tích số liệu sử d ng mơ hình số trị Riêng vịnh Nha Trang, có cơng trình nghiên cứu môi trường khu vực thường tập trung phân tích trạng mơi trường chưa có nhiều kết nghiên cứu dựa mơ hình số trị để mơ q trình lan truyền vật chất gây ô nhiễm vịnh từ cửa sơng dựa mối liên hệ với q trình động lực Vì thế, tính tốn lan truyền vật chất ô nhiễm vịnh Nha Trang dựa công c phần mềm MIKE hướng nghiên cứu mà học viên lựa chọn 1.2 Môđun MIKE 21 HD 1.2.1 Cơ sở tốn học Mơ hình MIKE 21 HD gói cơng c phần mềm DHI xây dựng Viện Thủy Lực Hà Lan, mô hình tính tốn d ng chảy hai chiều lớp chất lỏng đồng theo phương thẳng đứng Hình 3.48: Phân bố nồng độ NH4 vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều kiệt, lúc triều lên Hình 3.49: Phân bố nồng độ NH4 vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều kiệt, lúc triều xuống Hình 3.50: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều kiệt, lúc triều lên Hình 3.51: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều kiệt, lúc triều xuống Hình 3.52: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều kiệt, lúc triều lên Hình 3.53: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều kiệt, lúc triều xuống Hình 3.54: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều kiệt, lúc triều lên Hình 3.55: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều kiệt, lúc triều xuống Trong kỳ triều kiệt, phân bố trường dịng chảy nhìn chung yếu Kết hợp với trường phân bố dòng chảy tồn vùng số vị trí điển hình, thấy q trình truyền tải vật chất cửa Sông Cái Nha Trang lớn sau đến Sơng Cái Ninh Hịa Sơng Tắc Nha Trang Phần lớn, thành phần vật chất giảm nồng độ xuống mức GHCP cửa sông Riêng khu vực cửa Sông Cái, phân bố dịng chảy tương đối đặc thù d ng chảy vào kỳ triều kiệt chủ yếu có hướng đơng ắc – tây nam chiếm ưu nên phần lớn khối nước chủ yếu di chuyển từ bắc vịnh Nha Trang xuống phía nam vịnh Sự tồn chiếm ưu hướng dòng chảy mang vật chất từ Sông Cái Nha Trang xuống phía nam chủ yếu Bảng 3.12: Giá trị cực đại, cực tiểu trung bình y u tố tính tốn vị trí n điểm, tháng 12/2008, thời kỳ mùa mưa SC1 SC2 SC3 BT1 BT2 BT3 BT4 BT5 BOD (mg/l) Cực Trung Cực đại tiểu bình 6.9 6.8 6.9 1.9 0.0 0.3 0.1 0.0 0.1 4.6 1.8 3.7 3.7 1.4 2.7 3.0 1.2 2.0 2.3 1.0 1.5 1.4 0.7 0.9 DO (mg/l) Cực Cực đại tiểu 4.2 4.1 6.3 5.3 6.2 6.1 5.2 4.3 5.4 4.5 5.4 4.6 5.6 4.9 5.8 5.3 SC1 SC2 SC3 BT1 BT2 BT3 BT4 BT5 NO3-N (µg/l) Cực Trung Cực đại tiểu bình 70 69 70 49 38 40 39 37 38 63 50 58 59 49 53 57 48 51 54 46 49 49 43 46 PO4-P (µg/l) Cực Trung Cực đại tiểu bình 17 16 16 31 18 21 22 21 21 45 31 35 46 31 37 48 32 38 45 30 37 40 28 33 Tn điểm Trung bình 4.1 6.1 6.1 4.7 5.0 5.2 5.4 5.6 NH4-N (µg/l) Cực Trung Cực đại tiểu bình 147 141 144 146 60 75 85 79 82 238 163 190 239 152 184 238 148 181 217 133 166 179 113 143 Xét biến động yếu tố tên tuyến SC, nồng OD giảm 20 lần từ SC1 tới SC2, SC3 nồng độ OD ch c n khoảng 0.1 mg/l, giảm 70 lần so với nồng độ OD cửa Sông Cái; Với nồng độ chất NH4, điểm SC1, có giá trị khoảng 144(μg/l), giảm c n nửa vị trí SC2 Nồng độ DO có giá trị thấp khoảng 4.16(mg/l) SC1 thấp giới hạn cho phép Quy chuẩn Việt Nam (2008), vị trí SC2, nồng độ DO 6.1mg/l Nồng độ NO3 SC1 70(μg/l), giảm xuống c n 35mg/l vị trí SC2 Sự biến động giá trị cho thấy nồng độ chất giảm khoảng nửa giá trị nồng độ truyền tải xa khoảng 1km Ri ng thành phần PO4, nồng độ tăng từ 16 (mg/l) vị trí SC1 l n 24 mg/l vị trí SC2 Xem xét biến động nồng độ thành phần vật chất ô nhiễm tuyến bãi tắm (BT) cho thấy, vị trí BT1 (vị trí bãi tắm trước Ủy ban Nhân dân t nh nồng độ OD giảm xuống c n 3.7 mg/l, giảm gấp đôi so với nồng độ vị trí SC1 Tại ãi tắm T2, T3, T4 nồng độ giảm dần ch c n 0.9mg/l ãi tắm BT5 Khác với iến đổi nồng độ OD, nồng độ NH4 có xu hướng tăng l n dọc theo ãi tắm, vị trí SC1 nồng độ trung ình NH4 144 μg/l vị trí T1 nồng độ chất tăng l n 194 μg/l, nồng độ ãi tắm T2 có giá trị tương tự, từ vị trí T2 tới T5 nồng độ chất giảm dần có giá trị cao nồng độ SC1 Nguy n nhân trình phân hủy hợp chất hữu làm ổ sung th m lượng NH4 ãi tắm Nhận định khẳng định xem x t thấy nồng độ DO tương đối thấp khu vực ãi tắm Nồng độ PO4 có phân ố tương tự phân ố nồng độ NH4 dọc theo tuyến T Nồng độ có xu hướng tăng dần dọc theo ãi tắm từ T1 tới T4 Tại vị trí T1 đến T4 nồng độ PO4 37 μg/l tăng l n gần gấp đôi so với nồng độ PO4 vị trí SC1 Dọc theo ãi tắm từ T2 đến T4 nồng độ PO4 gần với nồng độ T1 Tại ãi tắm T5, nồng độ có giảm so với nồng độ T4 cao nồng độ SC1 Nồng độ NO3 có xu hướng giảm dần từ vị trí SC1 đế vị trí T Nhìn chung, dọc theo ãi tắm từ T1 đến T4 nồng độ OD NO3 giảm dần nồng độ chất NH4 PO3 lại tăng so với nồng độ chất cửa Sông Cái Nha Trang 3.3.3 Kết tính tốn kịch nhiễm thời kỳ mùa mưa Với kịch ản ô nhiễm, dọc theo tuyến mặt cắt SC, nồng độ OD nhanh chóng giảm xuống từ giá trị 19.6 mg/l cửa Sông Cái xuống c n 0.8 mg/l vị trí SC1 Nồng độ DO tăng l n vượt ngưỡng giới hạn cho ph p đểm Các giá trị nồng độ NH4, NO3, PO4 giảm khoảng 50% giá trị nồng độ vị trí SC3 Đối với tuyến dọc ãi tắm T, nồng độ OD giảm dần từ cửa Sông Cái đến ãi tắm ãi Dương Nhưng nồng độ OD vượt ngưỡng >10 mg/l lan tới khu vực ãi tắm khách sạn Sun Rise Ngược lại với phân bố nồng độ BOD, nồng độ NH4 bãi tắm tăng l n khoảng gấp lần so với nồng độ NH4 vị trí SC1, vượt ngưỡng giá trị cho phép gấp 3-4 lần Nồng độ NO3 có giảm giá trị nồng độ ãi tắm vượt ngưỡng cho ph p (>100 μg/l Ri ng thành phần PO4, nồng độ chất tăng cao nồng độ cửa Sông Cái tính từ ãi tắm U ND t nh tới ãi tắm Quang Trường 2-4 Tại ãi tắm T3 T4, nồng độ giảm dần nhưng giá trị cao giới hạn cho ph p cao 100 μg/l) So với kết tính tốn thành phần vật chất ô nhiễm hai mùa khơ mùa mưa, kết tính tốn với kịch ản nhiễm mơi trường cho thấy có vượt ngưỡng nồng độ số chất Hình 3.56: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều cường, lúc triều lên kịch ô nhi m Hình 3.57: Phân bố nồng độ NH4 vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều cường, lúc triều lên kịch nhi m Hình 3.58: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều cường, lúc triều lên kịch ô nhi m Hình 3.59: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều cường, lúc triều lên kịch nhi m Hình 3.60: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều cường, lúc triều lên kịch ô nhi m Bảng 3.13: Giá trị cực đại, cực tiểu trung bình y u tố tính tốn vị trí n điểm, tháng 12/2008, thời kỳ mùa mưa kịch ô nhi m Tn điểm SC1 SC2 SC3 BT1 BT2 BT3 BT4 BT5 Tn điểm SC1 SC2 SC3 BT1 BT2 BT3 BT4 BT5 BOD (mg/l) Cực Trung Cực đại tiểu bình 19.7 19.5 19.6 5.7 0.0 0.8 0.2 0.0 0.1 13.4 5.3 10.6 10.7 4.2 7.7 8.7 3.5 5.9 6.6 3.0 4.4 4.2 1.9 2.8 DO (mg/l) Cực Cực đại tiểu 2.7 2.4 6.2 3.6 6.1 5.5 3.8 2.4 4.1 2.5 4.5 2.7 4.8 3.0 5.3 3.5 NO3-N (µg/l) Cực Cực đại tiểu 199 198 140 47 67 40 179 130 171 109 164 96 156 85 142 71 PO4-P(µg/l) Cực Trung Cực đại tiểu bình 97 93 95 154 29 60 62 23 32 192 102 131 200 93 132 206 89 132 198 79 123 179 63 106 Trung bình 199 77 48 154 138 128 117 102 Trung bình 2.5 5.8 6.0 3.1 3.5 3.8 4.1 4.7 NH4-N(µg/l) Cực Trung Cực đại tiểu bình 234 217 223 521 76 170 217 83 108 657 313 410 691 295 423 716 287 431 691 254 402 624 202 345 Như vậy, với kịch ản nguồn ô nhiễm từ cửa sông vượt ngưỡng cho ph p gấp hai lần, kết tính tốn cho thấy nồng độ OD vượt ngưỡng ãi tắm từ T1 tới T2 Nồng độ DO mức cho ph p ãi tắm từ T1 tới T4 Nồng độ chất NH4, PO4, NO3 vượt ngưỡng ti u chuẩn cho ph p bãi tắm KẾT LUẬN Qua kết thu từ mơ hình tính tốn, tr n sở phân tích, thống kê, tác giả đưa số kết luận sau: - Việc sử d ng gói cơng c MIKE đáp ứng m c tiêu nội dung đặt luận văn Các kết tính tốn từ mơ hình mơ q trình dịng chảy, q trình lan truyền chất gây ô nhiễm khu vực vịnh Nha Trang từ cửa sơng - Trường phân bố dịng chảy có hướng từ đơng ắc xuống tây nam thời gian triều lên hướng ngược lại thời gian triều xuống Dòng chảy khu vực vịnh Nha Trang chủ yếu dòng triều chịu tác động chế độ gió mùa khu vực - Trong thời kỳ mùa khô, thành phần vật chất gây ô nhiễm khu vực vịnh Nha Trang không ảnh hưởng tới chất lượng bãi tắm dọc theo bãi biển Nha Trang Trong thời kỳ mùa mưa, khu vực bãi tắm bị ảnh hưởng lớn khu vực bãi tắm trước Ủy ban Nhân dân t nh (BT1) Sự ảnh hưởng tử cửa Sông Cái Nha Trang tới chất lượng nước bãi tắm giảm dần từ phía bắc xuống phía nam nằm giới hạn cho phép Sự ảnh hưởng Sơng Cái Ninh Hịa Sông Tắc Nha Trang tới bãi tắm khu vực vịnh Nha Trang không đáng kể hai mùa khô mùa mưa - Với kịch ô nhiễm môi trường, kết cho thấy vượt ngưỡng giới hạn cho phép nồng độ số chất dọc theo bãi tắm, có nguy ảnh hưởng tới chất lượng nước khu vực bãi tắm Nha Trang - Các kết nghiên cứu luận văn góp phần làm sáng tỏ thêm tranh thủy động lực – môi trường liên quan tới vấn đề ô nhiễm môi trường, quy hoạch, sử d ng khai thác hợp lý tài nguy n môi trường vịnh Nha Trang KIẾN NGHỊ Mặc dù luận văn đáp ứng m c tiêu Tuy nhi n, để có kết xác có thực tiễn hơn, cần phải có chuỗi số liệu đồng hơn, đầy đủ không gian thời gian vùng nghiên cứu, đặc biệt vùng cửa sông Tiếp t c nghiên cứu sâu để tiến tới xây dựng kịch lan truyền vật chất nhiễm số vị trí nhạy cảm đưa cảnh báo, tư vấn cho ngành nghề li n quan đến môi trường biển TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Tác An (1998), áo cáo đề tài “Điều tra trạng môi trường v n biển thành phố Nha Trang - Đề uất giải há cải thiện hát triển môi trường” Viện Hải Dương học Đồn Văn ộ 2001 , “Hóa học biển”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Bùi Hồng Long - Trần Văn Chung 2006 , “Tính tốn th nghiệm dịng chảy ba chiều (3-D) cho vùng vịnh Vân Phong”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ biển, 6(1), tr 12-27 Sở khoa học công nghệ t nh Khánh H a (2004 , “Đ c điểm khí hậu – thủy văn t nh Khánh H a” UBND t nh Khánh Hịa (2003), “Địa chí Khánh Hịa”, NXB Chính trị quốc gia Trần Lưu Khanh 2004 , Nghiên cứu sức chịu tải, khả tự làm số thủy vực nuôi lồng bè làm phát triển hợp lý nghề ni hải sản ven bờ biển Hải Phịng – Quảng Ninh Viện Nghiên cứu Hải sản Hoàng Dương Tùng 2004 , S d ng cơng c tốn học đánh giá khả chịu tải ô nhi m Hồ T y làm xây dựng k hoạch bảo vệ phát triển Hồ T y tương lai Luận án Tiến sĩ Khoa học, Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Kim Vinh (1997), “X y ựng liệu, tính tốn thơng số KT- TV - động lực ph c v thi t k khai thác vùng ven biển Khánh H a” Đề tài cấp sở, phịng Vật lí biển, Viện Hải dương học Nguyễn Kim Vinh (1997), “Đo đạc nghiên cứu đ c trưng động lực biển Nha Trang mối liên hệ với môi trường”, áo cáo đề tài sở, Viện Hải Dương học 10 L Thị Vinh, (2008), “ nh hưởng hoạt động kinh t – hội đ n chất lượng thủy vực c a B – Nha Trang”, Tạp chí KHCN 4(T.8)2008 11 Qui chuẩn Việt Nam, 2008 Bộ Tài Nguy n Môi Trường 12 http://www.nhatrang.khanhhoa.gov.vn/website/intro.php 13 http://phapluattp.vn/20110508123154586p0c1085/vinh-nha-trang-conguy-co- o-nhiem-nang.htm Tiếng Anh 14 Mike Flow model (DHI 2007), Hydronamic module: Scientific Documentation 15 Mike Flow model (DHI 2007), ECO Lab module: Scientific Documentation 16 http://www.epa.gov/athens/wwqtsc/html/water_quality_models.html 17 http://www.esr.org/polar_tide_models/Model_TPXO62_load.html ... vấn đề môi trường vịnh Nha Trang, học viên lựa chọn hướng nghiên cứu với đề tài: ? ?Tính tốn lan truyền vật chất ô nhiễm khu vực vịnh Nha Trang mơ hình số? ?? để mơ số vật chất từ cửa Sông Cái, Sông... KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN CHÍ CƠNG TÍNH TỐN LAN TRUYỀN VẬT CHẤT Ô NHIỄM KHU VỰC VỊNH NHA TRANG BẰNG MƠ HÌNH SỐ Chun nghành: Hải Dương Học Mã số: 60.44.97 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN... sinh vật iển, chất lượng ãi tắm dọc iển Nha Trang Trong khu? ?n khổ luận văn, kết nghi n cứu đề cập đến lan truyền vật chất gây ô nhiễm từ cửa sông để đánh giá chất lượng ãi tắm dọc iển Nha Trang