CHƯƠNG 3 ÁP DỤNG MƠ HÌNH VÀ KẾT QUẢ
3.1 Thiết lập các thông tin đầu vào cho mơ hình
3.1.4 Điều kiện biên và điều kiện ban đầu
Với mơđun MIKE 21 HD, tại các biên lỏng phía biển gồm các i n ắc, i n đơng và i n nam. Mơ hình sử d ng dao động mực nước biển làm điều kiện biên. Các phần mềm dự báo mực nước hiện nay đang rất được sử d ng như như gói phần mềm Tide42 hoặc gói phần mềm đã được tích hợp sẵn trong MIKE đều cho kết quả tương đối chính xác. Tuy nhi n, để tiện lợi, tác giả sử d ng số liệu mực nước tại các biên lỏng từ kết quả dự báo thủy triều của gói phần mềm TMD (Tide Model Driver). Đây là một gói phần mềm cho phép dự báo thủy triều trên toàn cầu do viện ESR (Earth & Space Research, M ), là viện nghiên cứu phi lợi nhuận về không gian và trái đất xây dựng [17].
Tại các biên lỏng cửa sông, giá trị lưu lượng nước ngọt trung bình tháng tháng 6 đại diện cho mùa khô, tháng 12 đại diện cho mùa mưa) được đưa vào trong mơ hình và xem như khơng đổi trong suốt thời gian tính tốn. Biến trình lưu lượng trung ình tháng được cho trong bảng 3.2, trong đó lưu lượng tại trạm thủy văn
Đồng Trăng đại diện cho lưu lượng nước ngọt tại cửa Sông Cái Nha Trang, lưu lượng nước quan trắc tại trạm thủy văn Đá àn đại diện cho lưu lượng nước ngọt tại cửa Sông Cái Ninh H a. Ri ng đối với Sông Tắc Nha Trang, lưu lượng nước ngọt được tính từ số liệu đo d ng chảy một ngày đ m tr n mặt cắt cửa Sông Tắc, thuộc đề Đề Tài cơ sở năm 2007 do phòng Thủy - Địa – Hóa, Viện Hải Dương học chủ trì. Các yếu tố mơi trường được đưa vào là các giá trị được lấy từ các trạm đo trong tháng 6/2008 đại diện cho mùa khô), tháng 12/2008 đại diện cho mùa mưa tại khu vực cửa sông (Dự án NUFU làm đầu vào cho mơ hình.
Bảng 3.2: Bi n trình trung bình tháng lưu lượng nước tại trạm Đồng Trăng và Đá Bàn (Số liệu từ Đài Khí tượng Thủy văn Nam Trung bộ)
Trạm Sông Y u tố I II III IV V VI VII XIII IX X XI XII
Đồng Trăng Sông Cái Nha Trang Q(m3/s) 60.2 35.0 29.9 26.9 40.0 43.5 39.1 35.5 60.8 129.7 206.3 169.0 B(%) 6.88 4.0 3.42 3.07 4.56 4.96 4.46 4.06 6.94 81.0 23.56 19.29 Đá Bàn Sơng Cái Ninh Hịa Q(m3/s) 4.08 2.33 2.1 1.76 2.58 2.89 2.46 2.27 4.23 9.45 14.65 11.02 B(%) 6.79 3.87 3.5 2.93 4.29 4.8 4.09 3.78 7.04 16.21 24.37 18.33
Qua hình 3.4 có thể thấy rõ ràng rằng mùa mưa tại khu vực Khánh Hòa bắt đầu từ tháng 9 và kết thúc vào tháng 2 năm sau. Tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng 11 và tháng 12. Tại trạm thủy văn Đồng Trăng, giá trị lưu lượng trung bình tháng lớn nhất là là 206m3/s xuất hiện vào tháng 11. Mùa khô bắt đầu từ tháng 3 tới tháng 8. Tháng có lưu lượng nhỏ nhất là tháng 4 với 27m3/s. So với trạm thủy văn Đồng Trăng, trạm thủy văn Đá àn có lưu lượng mưa tương đối nhỏ, giá trị lớn nhất vào mùa mưa ch vào khoảng 15m3/s, nhỏ hơn 13 lần so với lưu lượng tại trạm Đồng Trăng x t cùng thời điểm. Tháng có lưu lượng nhỏ nhất tại trạm này còn 1.7m3/s. Như vậy, so với cửa Sơng Cái Ninh H a, Sơng Cái Nha Trang đóng vai tr chủ đạo trong vận chuyển khối nước ngọt cũng như tổng lượng thành phần các vật chất từ l c địa đổ ra vịnh.
Hình 3.4: Bi n trình lưu lượng nước sơng tại hai trạm thủy văn Đồng Trăng và Đá Bàn Bảng 3.3:Tốc độ gió trung bình tháng và hướng gió thịnh hành trong tháng khu vực Nha Trang (Số liệu được lấy từ Đài Khí tượng Thủy văn Nam Trung bộ)
Y u tố I II III IV V VI VII XIII IX X XI XII
Tốc độ gió (m/s) 5.3 4.8 5.0 4.3 3.9 4.0 3.8 3.7 3.6 4.4 5.5 6.1
Hướng gió N NE NE SE SE SE SE SE SE NE N N
Trường gió đưa vào mơ hình là trường gió trung bình tháng của hướng gió thịnh hành nhất trong tháng đó.
Với mơ đun ECO La , các giá trị i n đưa vào dựa trên các kết quả phân tích mẫu trong các tháng đại diện cho hai mùa. Giá trị biên ngoài được lấy từ các số liệu quan trắc tại các trạm xa bờ, nơi có thể xem khơng cịn ảnh hưởng của các yếu tố mơi trường có nguồn gốc từ l c địa xét trên quy mô mùa. Tại i n cửa sông, giá trị i n được lấy từ các trạm quan trắc tại cửa sông.
Tại thời điểm ắt đầu tính của mơ hình, mực nước tr n tồn miền tính là giá trị trung ình mực nước tr n các i n tại thời điểm ắt đầu tính. Các thành phần vận tốc d ng chảy ằng không. Giá trị nồng độ các chất ơ nhiễm tr n tồn ộ miền tính được nội suy từ số liệu quan trắc tại 17 trạm phân ố tr n toàn vịnh và các giá trị tại các i n hình 3.1).
Bảng 3.4: Các giá trị tại biên của các thành phần vật chất trong mơ hình tính tính tốn trong mùa khơ (Dự án NUFU)
Stt Biên BOD DO NH3,4-N NO3-N PO4-P (mg/l) (mg/l) (µg/l) (µg/l) (µg/l) 1 Sơng Cái Ninh Hịa 4 4.8 31 58 9.1 2 Sông Cái Nha Trang 4.5 4.7 106 57 15 3 Sông Tắc Nha Trang 4 4.68 105 55 10.4 4 Biên ngoài 0.4 6.55 10 36 3.9
5 GHCP 10 5 100 100 45
Bảng 3.5: Các giá trị tại biên của các thành phần vật chất trong mơ hình tính tính tốn trong mùa mưa (Dự án NUFU)
Stt Biên BOD DO NH3,4-N NO3-N PO4-P
(mg/l) (mg/l) (µg/l) (µg/l) (µg/l)
1 Sơng Cái Ninh Hịa 6 4.5 105 67 10.4 2 Sông Cái Nha Trang 7 4.1 135 70 13.8 3 Sông Tắc Nha Trang 6.5 3.7 140 65 13.1
4 Biên ngoài 0.5 6.5 10 34 3
5 GHCP(*) 10 5 100 100 45
Bảng 3.6: Các giá trị tại biên của các thành phần vật chất trong mơ hình tính tính tốn trong mùa mưa kịch bản ô nhi m
Stt Biên BOD DO NH3,4-N NO3-N PO4-P
(mg/l) (mg/l) (µg/l) (µg/l) (µg/l)
1 Sơng Cái Ninh Hịa 20 2.5 200 200 90 2 Sông Cái Nha Trang 20 2.5 200 200 90 3 Sông Tắc Nha Trang 20 2.5 200 200 90
4 Biên ngoài 0.5 6.5 10 34 3
6 GHCP(*) 10 5 100 100 45
(*) GHCP là giới hạn cho phép về giá trị nồng độ các chất theo Quy chuẩn Việt Nam [9].
Bảng 3. : iá trị các bi n trạng thái ng trong môđun ECO Lab
Stt Mô tả Kiểu Giá trị Thứ nguy n 1 Vĩ độ iến số File địa (0), (m)
hình
2 Quá trình OD Tốc độ phân rã ậc 1 tại 20oC dạng h a tan) Hằng số 0.5 /ngày) 3 Quá trình OD Tốc độ phân rã ậc 1 tại 20oC dạng lơ lửng) Hằng số 0.05 /ngày) 4 Quá trình OD Tốc độ phân rã ậc 1 tại 20oC dạng trầm tích) Hằng số 0.05 /ngày) 5 Quá trình OD Hệ số nhiệt của tốc độ phân rã dạng h a tan) Hằng số 1.07 Phi thứ nguy n 6 Quá trình OD Hệ số nhiệt của tốc độ phân rã dạng lơ lững) Hằng số 1.07 Phi thứ nguy n 7 Quá trình OD Hệ số nhiệt của tốc độ phân rã dạng trầm tích) Hằng số 1.07 Phi thứ nguy n 8 Quá trình OD Nồng độ ơxy án ão h a Hằng số 2 mg/l
9 Quá trình tái lơ lửng Vận tốc d ng chảy tới hạn Hằng số 0.3 m/s 10 Quá trình tái lơ lửng T lệ tái lơ lửng của OD dạng trầm
tích)
Hằng số 0 /ngày) 11 Quá trình lắng đọng vận tốc d ng chảy tới hạn Hằng số 0.1 m/s 12 Quá tình lắng đọng: T lệ lắng đọng của OD dạng trầm tích) Hằng số 0.2 /ngày) 13 Quá trình đạm hóa Tốc độ phân rã ậc 1 ở 200C Hằng số 0.05 /ngày) 14 Q trình đạm hóa Hệ số nhiệt của tốc độ phân rã Hằng số 1.088 Phi thứ nguy n 15 Q trình đạm hóa Nhu cầu ơxy cho q trình đạm hóa Hằng số 4.57 g O2/g NH4-N 16 Q trình đạm hóa Nồng độ ôxy án ão h a Hằng số 2 mg/l
17 Q trình ơxy Cực đại sản xuất ơxy uổi trưa, m2
Hằng số 2 /ngày) 18 Q trình ơxy Độ sâu đĩa Secchi Hằng số 0.4 m 19 Q trình ơxy Hệ số hiệu ch nh vào uổi trưa Hằng số 0 giờ 20 Q trình ơxy Tốc độ hơ hấp của thực vật, m2 Hằng số 0 /ngày) 21 Q trình ơxy Hệ số nhiệt q trình hơ hấp Hằng số 1.08 Phi thứ nguy n 22 Quá trình ơxy Nồng độ án ão h a trong q trình hơ hấp Hằng số 2 mg/l
23 Q trình ơxy Nhu cầu ơxy trầm tích tr n m2 Hằng số 0.5 /ngày) 24 Q trình ơxy Hệ số nhiệt của SOD Hằng số 1.07 Phi thứ nguy n 25 Q trình ơxy Nồng độ án ão h a của SOD Hằng số 2 mg/l
26 Quá trình ammoniac Tốc độ giải phóng ammoni từ q trình phân rã OD dạng h a tan)
Hằng số 0.3 g NH4-N/g BOD 27 Quá trình ammoniac Tốc độ giải phóng ammoni từ q trình
phân rã OD dạng lơ lửng)
Hằng số 0.3 g NH4-N/g BOD 28 Quá trình ammoniac Tốc độ giải phóng ammoni từ quá trình
phân rã OD dạng trầm tích)
Hằng số 0.3 g NH4-N/g BOD 29 Quá trình ammoniac Tổng NH3-N hấp th ởi thực vật Hằng số 0.066 g N/g DO 30 Quá trình ammoniac Tổng NH3-N hấp th ởi vi khuẩn Hằng số 0.109 g N/g DO 31 Quá trình ammoniac Nồng độ án ão h a của Nitơ hấp th Hằng số 0.05 mgN/l 32 Quá trình Nitrat Tốc độ khử nitơ ậc nhất ở 200
C Hằng số 0.1 /ngày) 33 Quá trình Nitrat Hệ số nhiệt độ của tốc độ khử nitơ Hằng số 1.16 Phi thứ nguy n
34 Quá trình Phốtpho Lượng phốtpho chứa trong OD h a tan Hằng số 0.06 g P/g BOD 35 Quá trình Phốtpho Lượng phốtpho chứa trong OD lơ lửng Hằng số 0.06 g P/g BOD 36 Quá trình Phốtpho Lượng phốtpho chứa trong OD trầm tích Hằng số 0.0091 g P/g BOD 37 Quá trình Phốtpho Lượng PO4-P hấp th ởi thực vật Hằng số 0.06 g P/g DO 38 Quá trình Phốtpho Lượng PO4-P phân hủy ởi vi khuẩn Hằng số 0.015 g P/g DO 39 Quá trình Phốtpho Nồng độ án ảo h a của phốtpho hấp th Hằng số 0.005 mgP/l