CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2. Xu thế ảnh hưởng của các hoạt động khai thác cát, nạo vét luồng hàng hải đến
3.2.2. Xu thế ảnh hưởng của các hoạt động khai thác cát, nạo vét luồng hàng hả
đến mơi trường
3.2.2.1. Xu thế ảnh hướng đến địa hình nền đáy do khai thác cát, nạo vét luồng hàng hải
Cả hoạt động khai thác cát và nạo vét luồng hàng hải đều gây ra sự thay đổi địa hình, làm tăng độ sâu ở những khu vực diễn ra các hoạt động này và giảm độ sâu ở khu vực nhận chìm chất nạo vét. Tuy nhiên, sự thay đổi độ sâu ở các khu vực khai thác cát có quy mơ và cường độ lớn hơn nhiều so với ở các khu vực nạo vét luồng và nhận chìm. Theo quy hoạch đã được phê duyệt, khu vực khai thác cát tập trung chủ yếu ở phía ngồi cửa Văn Úc (Tây Nam Đồ Sơn), khu vực phía ngồi cửa Lạch Tray, cửa Nam Triệu và phía nam Cát Hải. Những thay đổi về địa hình do nạo vét luồng hàng hải và khai thác cát diễn ra khác nhau tùy theo quy mô và hoạt động của mỗi loại. Vì vậy, sự biến dạng địa hình đáy cũng diễn ra khác nhau ở mỗi khu vực theo quy hoạch (hình 3.12).
Với sự biến động khơng đều ở các mỏ cát, độ sâu ở vùng ven bờ biển Hải Phịng có thể tăng trung bình khoảng 4,3m (ở các khu vực có hoạt động khai thác cát), lớn nhất là 7,2m và nhỏ nhất là 2,1m. Với các giả thiết mức độ khai thác khác nhau, sự biến dạng địa hình đáy khu vực ven biển Hải Phịng trong trường hợp khai thác 30% (gần tương ứng với điều kiện hiện tại) theo các dự án đã cấp phép được thể hiện trên hình 3.12. Theo đó, hoạt động khai thác cát gây ra những thay đổi rất khác nhau về địa hình đáy ở những nơi có khai thác cát, mức độ ảnh hưởng cũng khác nhau, phụ thuộc vào qui mô và cường độ của mỗi dự án.
Hình 3. 12. Thay đổi địa hình đáy (m) vùng ven bờ biển Hải Phịng do hoạt động khai thác
cát (a- trước khi khai thác cát; b-khai thác 30% các dự án đã được cấp phép; c-khai thác 100% các dự án đã được cấp phép; d-khai thác 100% theo quy hoạch)
3.2.2.2. Xu thế ảnh hưởng đến điều kiện thủy động lực của hoạt động khai thác cát và nạo vét luồng hàng hải
Sự thay đổi về địa hình do khai thác cát và nạo vét luồng có thể dẫn đến thay đổi về chế độ dịng chảy của khu vực. Các kết quả dự báo ảnh hưởng của các hoạt động này ở vùng bờ biển Hải Phịng [7] cho thấy, khi địa hình thay đổi có thể dẫn đến sự thay đổi nhỏ của trường dòng chảy trung bình (hình 3.13). Tại các khu vực như ven bờ Văn Úc và Cát Hải-Nam Triệu, vận tốc dòng chảy tăng sau khi khai thác toàn bộ các mỏ cát theo như quy hoạch. Tốc độ dòng chảy tăng lên thể hiện ở các thời điểm vận tốc đạt giá trị cực đại (giữa pha triều xuống hoặc giữa pha triều lên), giá trị tăng lên dao động trong khoảng 2-8cm/s. Tuy nhiên, gia tăng vận tốc dòng chảy trong trường hợp khai thác 100% các dự án đã cấp phép và 100% dự án theo quy hoạch khơng có chênh lệch lớn. Điều này cho thấy có thể khai thác tối đa theo qui hoạch ở vùng bờ biển Hải Phịng.
(a) (b)
Hình 3. 13. Trường dòng chảy (m/s) tầng mặt ven biển Hải Phòng do ảnh hưởng của sóng
gió NE trong điều kiện gió mạnh, trong mùa khơ (a- khai thác 70%, b- khai thác 100; c-quy hoạch 50%, d-quy hoạch 100%)
Do độ sâu ở các vị trí khai thác cát, nạo vét luồng tăng lên làm giảm ma sát đáy của sóng truyền tới và làm tăng nhẹ độ cao sóng ở những khu vực đó. Phân tích các kết quả mơ phỏng, dự báo cho thấy ở khu vực cửa Văn Úc, độ cao sóng có có thể tăng lên 2-7cm, tùy mức độ khai thác cát ở các khu vực này. Trong khi đó ở vùng ven bờ của Nam Triệu- Lạch Tray, độ cao sóng cũng có thể tăng thêm lên khoảng 2-5cm tùy theo điều kiện và lượng cát khai thác. Đối với nạo vét luồng hàng hải và nhận chìm chất nạo vét, độ cao sóng hầu như khơng thay đổi.
3.2.2.3. Xu thế ảnh hưởng đến phân bố TTLL
Ảnh hưởng đến phân bố TTLL của các dự án đã cấp phép
Tương tự như các kết quả đánh giá hiện trạng. Các kết quả tính tốn mơ phỏng cho thấy phân bố TTLL cũng đã có những thay đổi với các kịch bản khai thác cát, nạo vét và nhận chìm chất nạo vét khác nhau. Nói chung, hàm lượng TTLL có xu hướng giảm nhẹ sau khai thác ở các khu vực khai thác cát (khoảng 3-7mg/l) và giảm tính đồng nhất ở vùng nghiên cứu. Tuy nhiên, những ảnh hưởng cũng khác
(a) (b)
nhau theo hướng sóng-gió tác động. Trong đó, hướng sóng gió thể hiện những ảnh hưởng rõ nhất là các hướng SE, S và E.
Hình 3. 14. Hàm lượng TTLL (g/l) tầng mặt do ảnh hưởng của hướng sóng gió NE trong
điều kiện bình thường, trong mùa khô (a- trước khi khai thác; b- khai thác 100%; c- khai thác theo qui hoạch 50%; d- khai thác theo qui hoạch 100%)
Trong điều kiện tác động của trường sóng gió từ các hướng khác nhau (như NE, E, SE, S), phân bố TTLL giữa các trường hợp khai thác cát (hết 100% các dự án đã cấp phép, khai thác 50% theo qui hoạch và khai thác hết 100% theo quy hoạch) cũng có sự thay đổi nhỏ và hầu hết đều thể hiện xu hướng giảm nhẹ hàm lượng TTLL ở các khu vực khai thác cát sau khi các hoạt động này kết thúc (hình 3.14). Trong đó,
những biểu hiện suy giảm hàm lượng TTLL thể hiện rõ hơn ở tầng đáy và tăng dần khi gia tăng mức độ khai thác cát. Điều này cũng có thể xảy ra tương tự sau khi hoạt động nạo vét luồng hàng hải và nhận chìm chất nạo vét hồn thành nhưng quy mơ và cường độ sẽ nhỏ hơn.
3.2.2.4. Xu thế ảnh hưởng đến cân bằng bùn cát của khu vực Xu thế ảnh hưởng đến vận chuyển bùn cát trong mùa mưa
Khi gia tăng các hoạt động nạo vét luồng hàng hải, khai thác cát thì xu thế
(a) (b)
ảnh hưởng đến cân bằng bùn cát của vùng cửa sơng ven biển Hải Phịng cũng tăng lên. Với các trường hợp tăng lượng cát khai thác hết các vùng theo quy hoạch thì dịng bùn cát di chuyển từ cửa sơng, vùng ven bờ ra phía ngoài biển tiếp tục suy giảm (từ 5-83% lượng bùn cát vận chuyển qua) [6-7]. Trong đó, các vùng biển ven bờ phía ngồi các điểm khai thác cát sẽ là nơi có dịng bùn cát vận chuyển qua giảm mạnh nhất, sau đó lượng bùn cát giảm dần ra phía ngồi theo độ sâu. Bên cạnh đó, dịng bùn cát di chuyển dọc bờ xuống phía nam vùng ven bờ châu thổ sơng Hồng cũng có xu hướng giảm.
Tương tự các ảnh hưởng của hoạt động khai thác cát, nạo vét luồng hàng hải trong điều kiện hiện nay, sự suy giảm dòng bùn cát trong tương lai khi tăng cường khai thác cát cát, nạo vét luồng hàng hải chủ yếu là để bù đắp sự thiếu hụt bùn cát bị lấy đi ở các khu vực khai thác cát, nạo vét luồng và nhận chìm. Do sự thay đổi độ sâu đột ngột ở những nơi diễn ra các hoạt động này, quá trình san bằng địa hình đáy sẽ diễn ra ở các nơi đó. Những tác động này có thể khơng ảnh hưởng tới những vùng nước xa bờ hơn (như ở vị trí nhận chìm) nhưng ở vùng sát bờ có thể gây ra thiếu hụt trầm tích, tăng nguy cơ xói lở cho các vùng bờ ở gần vị trí khai thác cát, nạo vét luồng.
3.2.2.5. Xu thế ảnh hưởng đến biến động bồi - xói đáy biển
Từ những ảnh hưởng đến điều kiện dịng chảy, vận chuyển bùn cát, hoạt động khai thác cát cũng như nạo vét luồng hàng hải có thể gây ra những ảnh hưởng nhất định đến bồi tụ và xói lở ở vùng bờ biển Hải Phịng. Tuy nhiên, những tác động này thể hiện mức độ ảnh hưởng khác nhau. Xu hướng tăng tốc độ bồi tụ ở các vị trí khai thác cát và nạo vét luồng hàng hải thể hiện rõ rệt khi tăng lượng cát khai thác và khối lượng nạo vét. Với các điều kiện thời tiết bình thường, tốc độ bồi tụ ở những khu vực khai thác cát có thể tăng lên trong khoảng 5-15mm/tháng (hình 3.15). Q trình vận chuyển bùn cát tăng mạnh khi xuất hiện các điều kiện sóng gió mạnh. Vì vậy tốc độ bồi tụ ở các vị trí khai thác cát có thể lên tới 10-20mm/tháng. Tuy nhiên, song hành với bồi tụ ở vị trí khai thác cát và nạo vét luồng, tốc độ xói lở, bào mịn đáy biển ở các khu vực xung quanh các vị trí này tăng lên có thể trên 25mm/tháng.
Hình 3. 15. Biến động địa hình đáy (mm) ven biển Hải Phịng do ảnh hưởng của sóng gió
NE trong điều kiện bình thường, trong mùa khơ (a- trước khi khai thác; b- khai thác 30%, c- khai thác 70%; d-khai thác 100% các dự án đã cấp phép; e- khai thác 50% quy hoạch; f-
khai thác 100% quy hoạch)
Như vậy, với các kịch bản tính tốn dự báo khác nhau, tốc độ xói lở/bào mịn đáy do khai thác cát và nạo vét luồng hàng hải sẽ tăng lên đáng kể khi gia tăng các hoạt động này. Đồng thời, những tác động đến bồi tụ - xói lở thể hiện rõ rệt hơn
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
trong các điều kiện thời tiết cực đoan. Dưới ảnh hưởng của các điều kiện sóng gió cực đoan, q trình san bằng địa hình được tăng cường, địa hình đáy thấp hơn (nơi khai thác cát và nạo vét luồng hàng hải, xung quanh vị trí nhận chìm) được bồi lấp nhanh hơn, địa hình đáy cao hơn (nơng hơn) cũng sẽ bị xói –bào mịn mạnh hơn. Bào mịn đáy biển có thể dẫn đến xói lở ở chân bờ, các cơng trình ven biển, đặc biệt là khu vực khai thác cát trong phạm vi 1-2km gần bờ.
3.2.2.6. Xu thế ảnh hưởng đến phát tán chất gây ơ nhiễm
Q trình khai thác cát, nạo vét luồng hàng hải và nhận chìm chất nạo vét ở biển được tiếp tục có thể gây nên hiện tượng tái phát tán chất ô nhiễm đã bị vùi lấp trong trầm tích biển ở vùng nghiên cứu trong những năm tới. Mô phỏng xu thế ảnh hưởng phát tán chất ô nhiễm trong môi trường nước biển do hoạt động khai thác cát vùng bờ biển Hải Phòng là một minh chứng cụ thể.
Khi cường độ khai thác cát tăng lên với lượng cát khai thác hết như với các dự án đã được cấp phép và toàn bộ vùng đã được quy hoạch khai thác cát (giả thiết khai thác 100% các dự án được cấp phép và 100% theo quy hoạch), các kết quả tính tốn mơ phỏng cho thấy hàm lượng các chất ơ nhiễm hữu cơ có xu hướng tăng lên rõ rệt (COD tăng lên từ khu vực khai thác khoảng 0,015-0,03mgO2/l; BOD cũng
tăng lên khoảng 0,01-0,025mgO2/l). Dưới ảnh hưởng của dịng triều, vùng nước có hàm lượng BOD tăng lên di chuyển về hướng Đông-Đông Nam (trong pha triều xuống) đến khu vực phía tây nam Cát Bà hoặc di chuyển lên hướng Bắc- Đông Bắc, ảnh hưởng đến ven bờ Cát Hải-Lạch Huyện, Tây Nam Cát Bà ( trong pha triều lên), (hình 3.16). Cũng theo kịch bản này, hàm lượng NH4+ tăng lên phổ biến trong khoảng 0,0004-0,002mg/l và hàm lượng PO42- cũng tăng lên khoảng 0,0004- 0,001mgP/l. Biến động của vùng nước có hàm lượng dinh dưỡng tăng lên do khai thác cát thay đổi theo dao động của mực nước triều. Vùng nước có hàm lượng chất dinh dưỡng tăng lên do khai thác cát di chuyển theo hướng Nam-Đông Nam khi triều xuống và di chuyển theo hướng vào các cửa Nam Triệu, Lạch Huyện và tập trung nhiều ở vùng ven bờ phía nam Cát Hải, phía tây nam Cát Bà trong pha triều lên.
Tương tự như đối với các nhóm hữu cơ, dinh dưỡng, hàm lượng một số kim loại nặng như As, As, Pb, Hg và Cd cũng có xu hướng tăng lên khi gia tăng hoạt động khai thác cát. Vùng nước có hàm lượng kim loại nặng tăng lên chủ yếu xuất
hiện quanh các vị trí khai thác cát, và phổ biển dao động trong khoảng 0,001- 0,004µg/l.
Hình 3. 16. Hàm lượng BOD (mgO2/l) tầng mặt tăng lên do khai thác cát trong mùa mưa
(triều xuống : a- khai thác 100% dự án đã cấp phép,b- khai thác 100% theo quy hoạch ; triều lên: a- khai thác 100% dự án đã cấp phép,b- khai thác 100% theo quy hoạch)
Như vậy, với kịch bản khai thác cát tối đa 100% (9,3 triệu m3 /năm và 6430 m3/giờ) và 100% theo quy hoạch (16,1 triệu m3/năm và 11208 m3/giờ) của các dự án đã cấp phép (công suất khai thác khoảng 1929 m3/giờ), trong quá trình khai thác cát, TTLL cũng như các chất gây ô nhiễm (hữu cơ, dinh dưỡng, kim loại nặng) có thể phát tán trở lại môi trường nước, làm tăng hàm lượng các chất này (COD: tăng 0,015-0,03mgO2/l; BOD: tăng 0,01-0,03mgO2/l; NH4+ và PO42- tăng 0,0004- 0,002mg/l; các kim loại nặng như As, Pb, Hg và Cd tăng lên khoảng 0,001- 0,004µg/l). Mặc dù sự gia tăng hàm lượng các chất gây ô nhiễm này cộng hưởng với điều kiện môi trường nền của khu vực chưa gây ra ô nhiễm (vượt quá giới hạn cho phép) nhưng khi kết hợp với các nguồn ơ nhiễm khác đưa vào khu vực này, có thể sẽ gây ra những tác động xấu với môi trường nước của khu vực.
(a)
(b)
Phạm vi ảnh hưởng, phát tán chất gây ô nhiễm thay đổi theo pha triều với phạm vi ảnh hưởng lớn nhất trong khoảng 3-8km từ các vị trí khai thác cát và nạo vét luồng hàng hải, ít ảnh hưởng vào thời điểm nước rịng hoặc nước lớn; di chuyển ra phía ngồi, hướng Nam-Tây Nam trong pha triều xuống và lên phía Bắc, Tây Bắc trong pha triều lên.
Sự di chuyển của dịng bùn cát (bao gồm cả TTLL) ln biến động mạnh theo hướng dao động mực nước thủy triều. Do đặc điểm nhật triều đều nên trong ngày ln có sự đổi hướng di chuyển của dịng bùn cát. Dịng trầm tích từ các vị trí khai thác cát thường di chuyển ra ngồi trong pha triều xuống trong khoảng 6-8giờ sau đó di chuyển theo hướng ngược lại. Cũng trong ngày, giá trị vận tốc dòng chảy thường rất nhỏ trong khoảng 6-8 giờ (vào thời điểm nước rịng hoặc nước lớn), khi đó di chuyển trầm tích hầu như khơng diễn ra.