CHƯƠNG 3 ÁP DỤNG MƠ HÌNH VÀ KẾT QUẢ
3.3 Một số kết quả tính tốn
3.3.2 Kết quả tính tốn cho mùa mưa
Thời kỳ mùa mưa khu vực t nh Khánh Hòa bắt đầu từ tháng 9 và kết thúc vào tháng 3 năm sau. Trong đó tháng 11 và 12 là các tháng có lượng mưa lớn nhất, lưu lượng các con sông thường đạt đ nh trong hai tháng này. Để mô tả quá trình động lực và sự lan truyền vật chất ơ nhiễm từ cửa sơng ra ngồi vịnh, đã tính tốn và mô phỏng trong tháng 12/2008. Nguồn số liệu về các yếu tố môi trường được lấy từ kết quả khảo sát đầm Nha Phu, vịnh Bình Cang - Nha Trang vào mùa mưa thuộc dự án NUFU. Đã tiến hành quan trắc tại 17 trạm mặt rộng với các yếu tố môi trường và một số kim loại nặng. Ri ng điều kiện biên cho các yếu tố môi trường được tham khảo thêm từ Đề tài Cơ sở năm 2007 do phịng Thủy - Địa - Hóa, để đưa ra giá trị biên hợp lý.
Về đặc điểm động lực
Vào thời kỳ mùa mưa cũng là thời kỳ gió mùa đơng ắc ảnh hưởng đến khu vực nghiên cứu. Từ kết quả tính tốn cho thấy vào thời kỳ triều cường, tốc độ dòng chảy tương đối mạnh, đặc biệt vào thời điểm triều lên, tốc độ cực đại có thể l n đến 35 - 40cm/s. Trong giai đoạn triều lên, khối nước di chuyển theo hướng đông ắc - tây nam. Khi di chuyển vào gần bờ hơn, d ng chảy bị tách thành hai phần. Phần thứ nhất chảy vào trong vịnh Bình Cang và tiến sâu vào đầm Nha Phu. Nhánh thứ hai tiếp t c di chuyển xuống phía nam, đến gần đảo Hịn Tre, dòng tách thành hai hướng dọc theo bờ đảo. Trong đó, phần dịng chảy phía tây đi qua eo vịnh hẹp và sâu tạo bởi đường bờ và phần phía tây của đảo H n Tre làm gia tăng hơn tốc độ dòng chảy qua khu vực này. Dòng tiếp t c chảy theo hướng dọc bờ và thốt xuống phía nam qua biên phía nam. Trong thời gian triều xuống, tốc độ dịng chảy có hướng tây nam - đơng ắc. Tuy nhiên, dịng chảy trung bình nhỏ hơn thời điểm triều lên và diễn ra nhanh hơn. Kết quả cũng cho thấy, trường dòng chảy theo hướng đông ắc - tây nam tồn tại lâu hơn và mạnh hơn triều lên) trường dịng chảy theo hướng tây nam – đơng ắc (triều xuống). Trong kỳ triều kiệt, cả hai giai đoạn triều lên và xuống đều rất yếu. Mặc dù vậy, thời điểm triều l n hướng và tốc độ dịng chảy trên tồn vùng nghiên cứu có xu hướng đơng nam - tây bắc rõ ràng hơn. Trong khi đó, xu hướng dịng chảy ngược lại của giai đoạn triều xuống lại không rõ
nét trên toàn vùng nghiên cứu. Sự khác biệt này có thể là do ảnh hưởng của tốc độ và hướng gió.
Hình 3.32: Phân bố trường dịng chảy tại thời điểm 16h ngày 26/12/2008, pha triều lên, kỳ triều cường, mùa mưa.
Hình 3.33: Phân bố trường dịng chảy tại thời điểm 3h ngày 27/12/2008, pha triều xuống, kỳ triều cường, mùa mưa
Hình 3.34: Phân bố trường dòng chảy tại thời điểm 14h ngày 20/12/2008, kỳ triều kiệt, pha triều lên, mùa mưa
Hình 3.35: Phân bố trường dịng chảy tại thời điểm 8h30’ ngày 20/12/2008, kỳ triều kiệt, pha triều xuống, mùa mưa.
Về đặc điểm phân bố các chất gây ơ nhiễm
Hình 3.36: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều cường, lúc triều lên
Hình 3.37: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều cường, lúc triều uống
Hình 3.38: Phân bố nồng độ NH4 vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều cường, lúc triều lên
Hình 3.39 Phân bố nồng độ NH4 vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều cường, lúc triều xuống
Hình 3.40: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều cường, lúc triều lên
Hình 3.41: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều cường, lúc triều xuống
Hình 3.42: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều cường, lúc triều lên
Hình 3.43: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều cường, lúc triều xuống
Hình 3.44: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều cường, lúc triều lên
Hình 3.45: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều cường, lúc triều xuống
Khi các chất ô nhiễm từ các cửa sông đổ ra các các cửa sơng, q trình ình lưu – khuếch tán và các các quá trình sinh học trong n trong quy định sự phân bố nồng độ các chất này. Xét trên mặt rộng sự phân bố nồng độ các chất đó ph thuộc vào thời điểm triều trong chu kỳ ngày và chu kỳ tháng. Kết hợp với trường dịng chảy được tính tốn từ mơ đun HD, có thể thấy rằng, tại các cửa sông, sự phân bố nồng độ các chất này biến đổi theo biến đổi của triều trong một chu kỳ. Vào thời điểm triều lên, dịng chảy có hướng từ đơng ắc xuống tây nam, tại khu vực cửa Sông Cái Nha Trang, dịng vật chất bị đẩy xuống phía nam dọc theo bờ và có thể đẩy xuống sát với cửa Sơng Tắc, thậm chí vượt qua cửa sông đến sát gần biên phía nam. Đây là sự phân bố và truyền tải dịng vật chất điển hình vào mùa mưa tại khu vực cửa Sông Cái Nha Trang và khu bãi biển dọc theo bờ vẫn thường xuất hiện hàng năm. Vảo thời điểm triều xuống, dịng chảy có hướng từ phía nam với nồng độ các chất thành phần thấp chảy ngược l n hướng bắc, quá trình ình lưu và khuếch tán làm nồng độ giảm xuống. Ngay tại cửa Sông Cái, khối nước dường như ị đẩy ngược lên phía bắc mang theo các thành phần vật chất hòa tan trong nước. Sự di chuyển ngược lại trong pha triều xuống, tuy nhi n cũng ch giới hạn trong bán khu vực có bán kính nhỏ hơn 2km. Nếu xét về quy mô, khu vực lan truyền các thành phần vật chất giai đoạn triều lên lớn hơn so khu vực lan truyền vật chất trong giai đoạn triều xuống. Tại khu vực Sông Tắc, mặc dù là vào thời kỳ mùa mưa, lưu lượng nước sông tương đối nhỏ, nồng độ các thành phần vật chất nhanh chóng bị pha lỗng trong q trình tải ra cửa sơng và nồng độ các thành phần vật chất gần với nồng độ gần biên lỏng ngoài khơi. Tại khu vực Sơng Cái Ninh Hịa, lưu lượng nước sông nhỏ hơn nhiều so với lưu lượng nước Sông Cái Nha Trang nên lượng vật chất cũng không lớn. Nồng độ thành phần vật chất tại khu vực cửa sông giảm rất nhanh khi đi ra khỏi cửa sơng.
Hình 3.46: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều kiệt, lúc triều lên
Hình 3.47: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa mưa tháng 12/2008 kỳ triều kiệt, lúc triều xuống
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 là yếu. Kết hợp với trường phân bố dịng chảy trên tồn vùng và tại một số vị trí điển hình, có thể thấy rằng q trình truyền tải vật chất tại cửa Sơng Cái Nha Trang là lớn nhất sau đó đến Sơng Cái Ninh Hịa và Sơng Tắc Nha Trang. Phần lớn, các thành phần vật chất giảm nồng độ xuống dưới mức GHCP ngay ngồi cửa sơng. Riêng tại khu vực cửa Sơng Cái, phân bố dịng chảy tương đối đặc thù đó là d ng chảy vào kỳ triều kiệt chủ yếu có hướng đơng ắc – tây nam chiếm ưu thế nên phần lớn khối nước chủ yếu di chuyển từ bắc của vịnh Nha Trang xuống phía nam vịnh. Sự tồn tại và sự chiếm ưu thế của hướng dòng chảy này đã mang các vật chất từ Sông Cái Nha Trang xuống phía nam là chủ yếu.
Bảng 3.12: Giá trị cực đại, cực tiểu và trung bình các y u tố tính tốn tại các vị trí tuy n điểm, tháng 12/2008, thời kỳ mùa mưa.
T n điểm
BOD (mg/l) DO (mg/l) NH4-N (µg/l) Cực đại Cực tiểu Trung
bình Cực đại Cực tiểu Trung
bình Cực đại Cực tiểu Trung bình SC1 6.9 6.8 6.9 4.2 4.1 4.1 147 141 144 SC2 1.9 0.0 0.3 6.3 5.3 6.1 146 60 75 SC3 0.1 0.0 0.1 6.2 6.1 6.1 85 79 82 BT1 4.6 1.8 3.7 5.2 4.3 4.7 238 163 190 BT2 3.7 1.4 2.7 5.4 4.5 5.0 239 152 184 BT3 3.0 1.2 2.0 5.4 4.6 5.2 238 148 181 BT4 2.3 1.0 1.5 5.6 4.9 5.4 217 133 166 BT5 1.4 0.7 0.9 5.8 5.3 5.6 179 113 143 NO3-N (µg/l) PO4-P (µg/l) Cực đại Cực tiểu Trung
bình Cực đại Cực tiểu Trung bình SC1 70 69 70 17 16 16 SC2 49 38 40 31 18 21 SC3 39 37 38 22 21 21 BT1 63 50 58 45 31 35 BT2 59 49 53 46 31 37 BT3 57 48 51 48 32 38 BT4 54 46 49 45 30 37 BT5 49 43 46 40 28 33
Xét biến động các yếu tố tên tuyến SC, nồng OD giảm 20 lần từ SC1 tới SC2, tại SC3 nồng độ OD ch c n khoảng 0.1 mg/l, giảm 70 lần so với nồng độ OD tại cửa Sông Cái; Với nồng độ chất NH4, tại điểm SC1, có giá trị khoảng 144(μg/l), và giảm c n một nửa tại vị trí SC2. Nồng độ DO có giá trị thấp nhất khoảng 4.16(mg/l) tại SC1 và thấp hơn quá giới hạn cho phép trong Quy chuẩn Việt Nam (2008), nhưng tại vị trí SC2, nồng độ DO là 6.1mg/l. Nồng độ NO3 tại SC1 là
70(μg/l), giảm xuống c n 35mg/l tại vị trí SC2. Sự biến động các giá trị này cho thấy nồng độ các chất giảm khoảng một nửa giá trị nồng độ khi truyền tải ra xa khoảng 1km. Ri ng đối với thành phần PO4, nồng độ tăng từ 16 (mg/l) tại vị trí SC1 l n 24 mg/l tại vị trí SC2.
Xem xét biến động nồng độ các thành phần vật chất ô nhiễm trên tuyến bãi tắm (BT) cho thấy, tại vị trí BT1 (vị trí tại bãi tắm trước Ủy ban Nhân dân t nh nồng độ OD giảm xuống c n 3.7 mg/l, giảm gấp đơi so với nồng độ tại vị trí SC1. Tại các ãi tắm T2, T3, T4 nồng độ giảm dần và ch c n 0.9mg/l tại ãi tắm BT5. Khác với sự iến đổi của nồng độ OD, nồng độ NH4 có xu hướng tăng l n dọc theo các ãi tắm, tại vị trí SC1 nồng độ trung ình của NH4 là 144 μg/l nhưng tại vị trí T1 nồng độ chất này đã tăng l n 194 μg/l, nồng độ tại ãi tắm T2 cũng có giá trị tương tự, từ vị trí T2 tới T5 nồng độ chất này giảm dần nhưng vẫn có giá trị cao hơn nồng độ tại SC1. Nguy n nhân có thể là do q trình phân hủy các hợp chất hữu cơ làm ổ sung th m lượng NH4 tại các ãi tắm này. Nhận định này có thể được khẳng định hơn khi xem x t thấy nồng độ DO cũng tương đối thấp tại các khu vực ãi tắm này. Nồng độ PO4 cũng có phân ố tương tự như phân ố của nồng độ NH4 dọc theo tuyến T. Nồng độ có xu hướng tăng dần dọc theo các ãi tắm từ T1 tới T4. Tại các vị trí T1 đến T4 nồng độ PO4 là 37 μg/l tăng l n gần gấp đôi so với nồng độ của PO4 tại vị trí SC1. Dọc theo các ãi tắm từ T2 đến T4 nồng độ PO4 cũng gần với nồng độ tại T1. Tại ãi tắm T5, nồng độ có giảm hơn so với nồng độ tại T4 nhưng vẫn cao hơn nồng độ tại SC1. Nồng độ NO3 có xu hướng giảm dần từ vị trí SC1 đế vị trí T 5. Nhìn chung, dọc theo các ãi tắm từ T1 đến T4 nồng độ OD và NO3 giảm dần nhưng nồng độ của các chất NH4 và PO3 lại tăng hơn so với nồng độ các chất này tại cửa Sông Cái Nha Trang.
3.3.3 Kết quả tính tốn kịch bản ơ 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 tại cửa Sông Cái xuống c n 0.8 mg/l tại vị trí SC1. Nồng độ DO tăng l n vượt ngưỡng giới hạn cho ph p tại đểm này. Các giá trị nồng độ NH4, NO3, PO4 cũng giảm khoảng 50% giá trị nồng độ tại vị trí SC3.
Đối với tuyến dọc các 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 đã lan tới khu vực ãi tắm khách sạn Sun Rise. Ngược lại với sự phân bố của nồng độ BOD, nồng độ NH4 tại các bãi tắm tăng l n khoảng gấp 2 lần so với nồng độ NH4 tại vị trí SC1, vượt ngưỡng giá trị cho phép gấp 3-4 lần. Nồng độ NO3 tuy có giảm nhưng giá trị nồng độ tại các ãi tắm này vẫn vượt ngưỡng cho ph p (>100 μg/l . Ri ng đối với thành phần PO4, nồng độ chất này tăng cao hơn nồng độ tại cửa Sơng Cái tính từ ãi tắm U ND t nh tới ãi tắm Quang Trường 2-4. Tại các ãi tắm T3 và T4, nồng độ giảm dần nhưng nhưng giá trị này vẫn cao hơn giới hạn cho ph p cao hơn 100 μg/l).
So với các kết quả tính tốn các thành phần vật chất ơ nhiễm trong hai mùa khơ và mùa mưa, kết quả tính tốn với kịch ản ơ nhiễm mơi trường đã cho thấy có sự vượt ngưỡng về nồng độ một 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 bản 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 bản ô 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 bản ơ 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 bản ơ 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 bản ô nhi m
Bảng 3.13: Giá trị cực đại, cực tiểu và trung bình các y u tố tính tốn tại các vị trí tuy n điểm, tháng 12/2008, thời kỳ mùa mưa kịch bản ô nhi m.
T n điểm
BOD (mg/l) DO (mg/l) NH4-N(µg/l) Cực đại Cực tiểu Trung
bình Cực đại Cực tiểu Trung
bình Cực đại Cực tiểu Trung bình SC1 19.7 19.5 19.6 2.7 2.4 2.5 234 217 223 SC2 5.7 0.0 0.8 6.2 3.6 5.8 521 76 170 SC3 0.2 0.0 0.1 6.1 5.5 6.0 217 83 108 BT1 13.4 5.3 10.6 3.8 2.4 3.1 657 313 410 BT2 10.7 4.2 7.7 4.1 2.5 3.5 691 295 423 BT3 8.7 3.5 5.9 4.5 2.7 3.8 716 287 431 BT4 6.6 3.0 4.4 4.8 3.0 4.1 691 254 402 BT5 4.2 1.9 2.8 5.3 3.5 4.7 624 202 345 T n điểm NO3-N (µg/l) PO4-P(µg/l) Cực đại Cực tiểu Trung
bình Cực đại Cực tiểu Trung bình SC1 199 198 199 97 93 95 SC2 140 47 77 154 29 60 SC3 67 40 48 62 23 32 BT1 179 130 154 192 102 131 BT2 171 109 138 200 93 132