với sóng hướng Bắc (N)
Xét sự tác dộng của trường sóng hướng Bắc (phục lục 3), thấy rằng độ cao
sóng ngồi khơi khá lớn (1,3 m), tuy nhiên do đặc điểm địa hình của khu vực, nên sự tác động của sóng hướng Bắc đến khu vực ven bờ không đáng kể (so với hướng Đông Bắc), đặc biển là ở vùng biển phía Bắc, độ cao sóng ven bờ chỉ khoảng 0,2 - 0,3 m. Dịng chảy ven bờ cửa Nhật Lệ cũng như cửa Gianh đều có hướng chủ yếu là hướng Nam cả khi đỉnh triều và chân triều. Khu vực ven bờ Cửa Gianh dòng chảy yếu hơn ở khu vực cửa Nhật Lệ, phía cửa Nhật Lệ có sự tác động của dịng chảy do sóng hướng Bắc lớn hơn cửa Gianh.
Hình 3.26. Dịng chảy vùng biển cửa sơng tại đỉnh triều với sóng hướng Bắc (N)
b) Đặc điểm chất lượng nước
Vào mùa mưa, lưu lượng từ sông đổ ra biển lớn nên theo đó lượng chất ơ nhiễm đổ ra vùng biển ven bờ lớn, đặc biệt là vào khoảng thời gian chân triều. Do tác động của chế độ thủy động lực mùa này với dòng chảy ven bờ hướng Bắc – Nam chủ đạo cả khi đỉnh triều và chân triều nên chất ô nhiễm từ các cửa sông đổ ra biển đều bị khuếch tán, vận chuyển xuống các bãi biển phía Nam của các cửa sơng.
Chân triều Đỉnh triều
Chân triều Đỉnh triều
Chân triều Đỉnh triều
Chân triều Đỉnh triều
Theo kết quả tính tốn, mơ phỏng q trình lan truyền chất ô nhiễm từ các nguồn thải ra khu vực cửa sông và biển ven bờ vào mùa khơ và mùa mưa năm 2012 có thể đánh giá sự biến đổi chất lượng nước như sau: nồng độ các chất ô nhiễm (COD, BOD) về mùa mưa ở vùng ven biển cửa sông cao hơn mùa khô, và biến đổi theo các chu kỳ triều (khi chân triều nồng độ các chất cao hơn khi đỉnh triều). Xét tới ảnh hưởng của sóng hướng Đơng Bắc và sóng hướng Bắc, có thể thấy rằng sự ảnh hưởng của sóng hướng Bắc ở phía Bắc của khu vực (phía sơng Gianh) là khơng đáng kể do đó các chất ơ nhiễm sẽ bị khuếch tán phụ thuộc vào dịng chảy do gió, thủy triều và dịng chảy sơng.
Về phân bố theo không gian, nồng độ các chất ô nhiễm cao hơn tại khu vực gần cửa sông và các nguồn, và nồng độ chất ô nhiễm tại các bãi biển phía Nam các cửa sơng cao hơn phía Bắc các cửa sơng và giá trị các thông số (BOD, COD) tại các khu vực này đã vượt giới hạn cho phép theo QCVN 10.2008/BTNMT. Tại khu vực gần nguồn thải (các cửa sông), nồng độ BOD, COD tại chân triều lên tới 14-16 mg/l và tại đỉnh triều cũng khoảng 6-8 mg/l. Kết quả tính tốn này phù hợp với quan trắc môi trường trong năm 2012 (như kết quả so sánh tại hình 3.7 và 3.8) của địa phương.
3.6. Dự báo chất lượng nước
Như trên đã tính tốn, ta thấy rằng nồng độ các chất ô nhiễm tại khu vực vào mùa mưa cao hơn mùa khơ có thể dẫn tới hậu quả nghiêm trọng hơn, do vậy trong phương án dự báo cho năm 2020 tác giả sẽ tập trung tính tốn mơ phỏng cho mùa mưa.
3.6.1. Dự báo theo tải lượng chất thải tính theo quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội đến năm 2020 hội đến năm 2020
Từ kết quả tính tốn, mơ phỏng chất lượng nước vùng cửa sông ven biển,
đồng thời dựa vào dự báo tải lượng ô nhiễm đến năm 2020 (kịch bản A), tác giả đã
Hình 3.31. Hàm lượng BOD dự báo trong mùa mưa (kịch bản A)
Theo kịch bản này, nồng độ BOD vùng cửa sơng rất cao, ở phía Nam của cửa Gianh nồng độ có BOD có thể lên tời 18 -20 mg/l, và cả dải ven biển phía Nam từ cửa Gianh, nồng độ BOD cũng nằm trong khoảng 4-6 mg/l.
Hình 3.32. Hàm lượng COD dự báo trong mùa mưa (kịch bản A)
Kết quả dự báo này cho thấy rằng nếu với sự gia tăng tải lượng chất thải trong khi đó vẫn chưa có biện phảp xử lý chất thải kịp thời thì đến năm 2020 chất lượng nước vùng cửa sông ven biển khu vực sẽ ô nhiễm nghiêm trọng, dải ven bờ từ cửa Gianh xuống phía Nam của tỉnh Quảng Bình đều bị ơ nhiễm, hàm lượng COD và BOD đều vượt quá quy định cho phép theo QCVN 10.2008/BTNMT (>4 mg/l). Đặc biệt nghiêm trọng đối với các khu vực gần cửa sông khi nồng độ COD và BOD lên tới 18-20 mg/l, điều này ảnh hưởng rất lớn đến các hoạt động sinh hoạt cũng như du lịch của khu vực.
3.6.2. Dự báo theo mục tiêu về bảo vệ môi trường đến năm 2020
Theo các mục tiêu về bảo vệ môi trường đến năm 2020 của tỉnh đề ra: - Tỷ lệ rác và chất thải rắn được thu gom và xử lý đạt trên 95%; - Tỷ lệ nước bẩn được thu gom và xử lý đạt trên 80%;
- Trên 95% cơ sở sản xuất có hệ thống thu gom, xử lý chất thải đạt tiêu chuẩn môi trường.
Tác giả tiến hành tính tốn, dự báo chất lượng nước đến năm 2020 theo mục
tiêu về bảo vệ môi trường đã được đề ra (kịch bản B) với kết quả như sau:
Hình 3.34. Hàm lượng COD dự báo trong mùa mưa (kịch bản B)
Từ kết quả dự báo, nhận thấy rằng khi các nguồn thải được xử lý tốt thì chất lượng nước trong khu vực rất tốt, các bãi tắm và vùng biển ven bờ hầu như không bị ô nhiễm. Hàm lượng BOD và COD tại vùng cửa sông ven biển, các vùng bờ đều nằm trong giới hạn cho phép (< 4 mg/l).
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Quá trình biến động chất lượng nước khu vực cửa sông ven biển diễn biến phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nguồn thải, các quá trình khí tượng, thủy hải, văn. Do vậy việc xác định tải lượng ơ nhiễm thải ra ngồi mơi trường từ các nguồn thải cũng như sự biến động các yếu tố thủy động lực vùng cửa sông ven biển rất quan trọng.
Từ kết quả tính tốn tải lượng ơ nhiễm từ các nguồn nhận thấy rằng trong khu vực tải lượng ô nhiễm từ nguồn sinh hoạt và công nghiệp chiếm đa số, tải lượng chất thải tính tốn từ các nguồn ơ nhiễm dự báo cho năm 2020 tăng khá nhiều so với năm 2012 (khoảng gần gấp đôi).
Về chế độ thủy động lực: vào mùa khô lưu lượng từ các sông đổ ra biển khơng lớn khi ra phía ngồi biển hướng dịng chảy sẽ phụ thuộc vào dòng chảy ven bờ. Do dòng chảy ven bờ do sóng hướng Đơng Nam thời kỳ này yếu nên hướng dòng chảy ven bờ chủ yếu vẫn phụ thuộc vào dòng triều và dòng chảy cửa sông. Vào mùa mưa lưu lượng các các sơng lớn, dịng chảy ven bờ do sóng hướng Đơng Bắc mạnh nên trong thời kỳ này dòng chảy ven bờ cũng chịu chi phối mạnh bởi dòng chảy do sóng, đặc biệt là vùng biển phía Nam chịu ảnh hướng lớn của sóng hướng Đơng Bắc, do đó dịng chảy chủ yếu hướng về phía Nam. Xét đến ảnh hưởng của trường sóng hướng Bắc, hướng dòng chảy khu vực chủ yếu cũng là hướng Nam, tuy nhiên dòng chảy ven bờ do sóng khơng lớn, đặc biệt là vùng biển phía Bắc thì dịng chảy hầu như chỉ bị chi phối bởi dịng triều và dịng chảy sơng.
Về chất lượng nước: nồng độ các chất ô nhiễm (COD, BOD) về mùa mưa cao hơn mùa khô, và biến đổi theo các chu kỳ triều (khi chân triều nồng độ các chất cao hơn khi đỉnh triều); về phân bố theo không gian: nồng độ các chất ô nhiễm cao hơn tại khu vực gần cửa sông và các nguồn, và nồng độ chất ô nhiễm tại các bãi biển phía Nam các cửa sơng cao hơn phía Bắc các cửa sông và giá trị các thông số (BOD, COD) tại các khu vực này đã vượt giới hạn cho phép theo
QCVN10.2008/BTNMT. Điều này cũng khá tương đồng với kết quả quan trắc chất lượng nước của địa phương.
Đối với kịch bản dự báo chất lượng nước cho năm 2020: Kịch bản A là dự báo theo tải lượng chất thải tính theo quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội đến năm 2020: với tải lượng chất thải tính tốn cho năm 2020 vùng cửa sông và phần lớn vùng biển ven bờ của khu vực đểu bị ô nhiễm, vượt quy chuẩn cho phép. Với kịch bản B là dự báo chất lượng nước cho năm 2020 theo mục tiêu về bảo vệ môi trường nhận thấy rằng khi các nguồn thải được xử lý tốt thì chất lượng nước trong khu vực rất tốt, các bãi tắm và vùng biển ven bờ hầu như không bị ô nhiễm (nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 10.2008/BTNMT).
Tuy còn hạn chế do số liệu chưa đầy đủ, và thiếu đồng bộ, phải sử dụng các mơ hình trung gian (NAM, MIKE 11) để tính tốn bổ sung, nhưng kết quả nhận được phần nào làm sáng tỏ quá trình biến động chất lượng nước vùng cửa sông ven biển của khu vực nghiên cứu.
2. Kiến nghị
Từ những kết quả nghiên cứu về biến động chất lượng nước trong khu vực, tác giả có những kiến nghị sau:
- Từ kịch bản dự báo chất lượng nước cho năm 2020 theo mục tiêu về bảo vệ môi trường nhận thấy rằng chất lượng nước trong khu vực với mục tiêu này rất tốt, do vậy cần có những giải pháp bảo vệ môi trường, xử lý chất thải hợp lý để đạt được mục tiêu về bảo vệ môi trường đã đề ra.
- Kết quả tính tốn dự báo thủy động lực – mơi trường từ các modul của mơ hình Mike khá tốt. Tuy nhiên để có thể đưa ra những tính tốn và dự báo chính xác hơn địi hỏi số liệu quan trắc thủy văn, hải văn và chất lượng nước cần đồng bộ và kéo dài liên tục hơn, do vậy cần đầu tư hơn nữa cho công tác quan trắc các yếu tổ thủy động lực và môi trường (như bổ sung đo lưu lượng tại các trạm thủy văn, tổ chức quan trắc môi trường liên lục hơn nữa,…).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. 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 và dự báo đến năm
2020”, Khoa học và Công nghệ biển, 13(3), tr. 276 - 283.
2. Cục Thống kê Quảng Bình (2013), Niên giám thống kê tỉnh Quảng Bình năm 2012.
3. Hồng Thái Bình (2009), Xây dựng bản 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.
4. Nguyễn Thị Nga, Nguyễn Phương Nhung (2010), “Kết quả ứng dụng mơ hình NAM trong MIKE 11 khơi phục số liệu dịng chảy lưu vực sơng Gianh - tỉnh
Quảng Bình”, Khoa học Tự nhiên và Cơng nghệ 26, Số 3S (2010) 405‐412.
5. Phan Thành Bắc (2012), Mơ phỏng q trình lan truyền vật chất ơ nhiễm
dưới tác động của các yếu tố động lực tại vịnh Cam Ranh bằng mơ hình số, Luận
văn thạc sĩ khoa học Hải dương học, Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN. 6. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Bình (2012), Báo cáo kết quả
quan trắc mơi trường tỉnh Quảng Bình năm 2011.
7. Sở Tài nguyên và Mơi trường tỉnh Quảng Bình (2013), Báo cáo về chất lượng nước và trầm tích vùng bờ.
8. Thủ tướng Chính phủ (2013), Quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 và kế
hoạch sử dụng đất 5 năm kỳ đầu (2011-2015) tỉnh Quảng Bình.
9. 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 và Môi trường.
10. Trần Văn Nhâm, Ngơ Thị Nga (2002), Giáo trình Cơng nghệ xử lý nước
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
và 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 và 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 Nơng nghiệp tỉnh Quảng Bình đến năm 2020.
18. UBND tỉnh Quảng Bình (2012), Quy hoạch khai thác và 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 -
24. Viện Công nghệ Môi trường (2010), Nghiên cứu đề xuất các 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.
Phụ lục 1 - Ứng dụng mơ hình Mike NAM khơi phục số liệu dịng chảy lưu vực sông Gianh và sông Nhật Lệ
1. Mục tiêu
Để phục vụ tính tốn thủy lực trên các hệ thống sơng Gianh và sơng Nhật lệ, địi hỏi điều kiện biên đầu vào tại các nhánh sông (mực nước hoặc lưu lượng), tuy nhiên trên sông Son (hệ thống sông Gianh) và sông Long Đại (hệ thống sông Nhật Lệ) khơng có tram thủy văn. Do vậy tác giả sử dụng mơ hình Mike Nam để tính tốn lưu lượng tại các lưu lực sông này từ số liệu mưa và bốc hơi để làm điều kiện đầu vào cho mơ hình Mike 11 HD.
2. Giới thiệu chung về mơ hình Mike NAM
Mơ hình Mike Nam nằm trong gói phần mềm Mike Zero. NAM là chữ viết tắt từ tiếng Đan Mạch "Nedbor-Afstromming-Model", nghĩa là mơ hình mưa-dịng chảy. Hiện NAM đã được Viện Thủy lực Đan Mạch tích hợp trong mơ hình MIKE 11 như một modul tính q trình dịng chảy từ mưa và bốc hơi.
Mơ hình NAM dựa trên các cấu trúc và các phương trình vật lý sử dụng cùng với các công thức bán kinh nghiệm. Là một mơ hình gộp, NAM xử lý mỗi lưu vực như một đơn vị riêng lẻ. Vì vậy, các tham số và các biến mô tả các giá trị trung bình cho tồn lưu vực. Như một kết quả, một số tham số mơ hình có thể được đánh giá từ các số liệu vật lý của lưu vực nhưng việc đánh giá tham số cuối cùng phải được thực hiện bằng hiệu chỉnh đối với các chuỗi thời gian của các quan trắc thủy văn.
Dựa trên cơ sở các số liệu khí tượng đầu vào, NAM chế tạo ra dịng chảy của lưu vực cũng như các thông tin về các thành phần khác của pha đất của chu trình thủy văn như: sự thay đổi nhiệt độ bốc hơi, độ ẩm đất, lượng bổ cập nước ngầm và mực nước ngầm. Dòng chảy kết quả của lưu vực được phân chia thành các thành