KHU VC V NH CA LC
2.3. Thiết lập mô hình tràn dầu cho khu vực vịnh Cửa Lục
cho khu vực vịnh Cửa Lục
Với đường bờ khúc khuỷu và nhiều đảo nhỏ nên tác giả sử dụng hệ lưới cong trực giao để tính toán mô hình thủy động lực cho khu vực vịnh Cửa Lục. Phạm vi tính toán gồm các vùng nước
của vịnh Cửa Lục và mở rộng ra phía ngoài của khu vực Hạ Long, có kích thước 78 x 56km (khoảng 4.368km2). Trong đó, diện tích mặt nước khoảng 1.987,4km2 được chia thành 327 x 286 điểm tính, kích thước các ô lưới biến đổi từ 65,25 - 296,5m (Hình 1). Các ô lưới tính theo chiều thẳng đứng sử dụng hệ tọa độ với 3 lớp nước từ mặt xuống đáy, tỷ lệ lần lượt là 33%, 34% và 33% so với độ sâu tại mỗi điểm tính.
Hệ lưới cong trực giao cũng được sử dụng trong phương pháp lưới lồng để tính toán các điều kiện biên mở phía biển cho mô hình thủy động lực từ mô hình phía ngoài với lưới tính thô hơn. Phạm vi tính toán của mô hình này mở rộng ra tới gần đảo Bạch Long Vĩ (Hình 1), có kích thước khoảng 129 x 122km (khoảng 15.738km2). Trong đó, diện tích mặt nước khoảng 7.905,94km2 được chia thành 130 x 128 điểm tính với các ô lưới có kích thước biến đổi từ 262,75 - 1.357,75m. Lưới tính theo chiều thẳng của mô hình này cũng được chia thành 3 lớp nước với tỷ lệ từ mặt xuống đáy lần lượt là 33%, 34% và 33% so với độ sâu tại mỗi điểm tính.
Mô hình thủy động lực khu vực nghiên cứu được thiết lập và chạy với hai kịch bản khác nhau: kịch bản đặc trưng cho mùa mưa và kịch bản đặc trưng cho mùa khô. Bước thời gian chạy của mô hình thủy động lực là 0,5 phút.
Các biên lỏng sông của mô hình thủy động lực bao gồm các sông: Chanh, Kinh Trai, Bình Hương, Trới, Diên Vọng và Mông Dương. Các biên lỏng phía biển bao gồm kênh Cái Tráp, cửa Lạch Huyện, phía Đông quần đảo Cát Bà và biên phía Đông vịnh Bái Tử Long (Hình 1). Các điều kiện nhiệt - muối được áp dụng tại tất các các biên lỏng. Ở các biên lỏng sông sử dụng các số liệu vận tốc dòng chảy trung bình theo mùa (mùa mưa và mùa khô). Các điều kiện biên lỏng phía biển sử dụng kết quả tính toán của mô hình phía ngoài với lưới tính thô hơn (phương pháp lưới lồng).
Để đánh giá và hiệu chỉnh cho mô hình thủy động lực khu vực nghiên cứu, tác giả đã sử dụng kết quả tính toán mực nước của mô hình tại Hòn Gai so với số liệu quan trắc mực nước trong cả hai mùa mưa và mùa khô. Ngoài ra, tác giả đã so sánh các giá trị tính toán về dòng chảy của mô hình với số liệu quan trắc, dòng chảy tại một số điểm quan trắc trong miền tính của mô hình. Lần hiệu chỉnh cuối cùng cho thấy sự phù hợp giữa tính toán với số liệu quan trắc thực tế và các kết quả của mô hình thủy động lực đủ điều kiện làm đầu vào cho mô hình tràn dầu.
Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả giả thiết loại dầu tràn là dầu FO có tỷ trọng 920kg/m3, độ nhớt là 1.500m2/s. Vị trí giả thiết xảy ra sự cố tràn dầu là vị trí có tọa độ (20°58’52.44”N; 107°3’39.04”E) phía ngoài cảng Cái Lân (trong vịnh Cửa Lục). Thời giantính toán giả định là mùa mưa và mùa khô. Vì các hợp chất của dầu biến đổi và di chuyển phụ thuộc nhiều vào điều kiện thủy động lực nên đối với mỗi mùa đều tính toán giả định cho 3 trường hợp: xảy ra sự cố khi triều lên và triều xuống và nước lớn. Các quá trình vật lý có liên quan:bốc hơi; hòa tan trong nước và lắng đọng; di chuyển do chênh lệch tỷ trọng và các quá trình động lực (sóng, gió, dòng chảy); tự phân hủy do nhiệt độ, vi sinh vật, oxy hóa...
Theo Quyết định số 129/2001/QĐ-TTg ngày 29/8/2011 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt Kế hoạch
Quốc gia ứng phó với sự cố tràn dầu, mức độ sự cố tràn dầu được chia làm 3 mức: Mức 1 (cơ sở) - dưới 100 tấn; mức 2 (khu vực) từ 100 - 2.000 tấn; mức 3 (quốc gia) trên 2.000 tấn. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đưa ra 18 kịch bản tính toán dựa trên số lượng dầu tràn và thời gian xảy ra sự cố (Bảng 1).
3. Kết quả và thảo luận
Khi sự cố tràn dầu xảy ra, lượng dầu vào môi trường nước thường diễn ra theo 3 quá trình cơ bản: trôi nổi trên mặt nước (Floading Oil - FO, kg/m2); kết keo và tồn tại ở dạng lơ lửng trong nước (Dispersed Oil - DO, kg/m3); bám dính vào các vật xung quanh hoặc lắng đọng xuống đáy (Sticking Oil - SO, kg/m3). Với kịch bản thiết lập như trên, các kết quả tính toán dự báo cho thấy ảnh hưởng của vệt dầu tràn sau khi xảy ra sự cố khác nhau phụ thuộc vào các yếu tố như thời điểm xảy ra sự cố, lượng dầu tràn.