Mô phỏng quá trình lan truyền vật chất ô nhiễm dưới tác động của các yếu tố động lực tại vịnh Cam Ranh bằng mô hình số

Mặc dù hiện trạng môi trường của vịnh Cam Ranh hiện nay chưa vượt ngưỡng các chỉ tiêu cho phép song cũng đã rất đáng quan ngại. Nhiều yếu tố môi trường đã bắt đầu tiệm cận ngưỡng giới hạn như nội dung nghiên cứu của luận văn đã trình bày. Do đó trong các bản qui hoạch thành phố trong tương lai cần thiết phải bổ sung thêm các nhà máy xử lý chất thải và nước thải để xử lý trước khi đổ vào vịnh tránh trường hợp như hiện nay phần lớn là xả trực tiếp vào vịnh. Bên cạnh đó, địa hình chủ yếu là cát nên khả năng thấm nước trong mùa mưa rất cao nên cần phải có nghiên cứu về chất lượng nguồn nước ngầm đổ vào vịnh nhằm phản ánh chính xác hơn nữa chất lượng môi trường vịnh Cam Ranh. Ngoài ra, do giới hạn về kinh phí và khả năng chuyên môn nên chưa có được số liệu chính xác và toàn diện hơn về mặt không gian và thời gian nhằm tiếp tục nghiên cứu sâu hơn để tiến tới xây dựng các kịch bản lan truyền vật chất ô nhiễm tại một số vị trí nhạy cảm đưa ra các dự báo, cảnh báo, tư vấn cho các ngành nghề liên quan đến môi trường biển.

130 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 2632 | Lượt tải: 1

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Mô phỏng quá trình lan truyền vật chất ô nhiễm dưới tác động của các yếu tố động lực tại vịnh Cam Ranh bằng mô hình số, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

và khối lượng lớn hơn nhiều vào thời kỳ mùa mưa. Hệ thống nước thải thành phố được chia thành ba vùng chính: Vùng thứ nhất nằm phía bắc thành phố (khu đô thị mới). Vùng này chỉ có một cống thải. Nước thải hiện nay khả năng lớn là thải trực tiếp ra vịnh qua hệ thống sông vì trong bản đồ qui hoạch đô thị mới chưa thấy có vị trí của nhà máy xử lý nước thải cho khu đô thị. Vùng thứ hai là vùng trung tâm thành phố. Do địa hình và lịch sử, cống thải không tập trung mà được chia thành nhiều nhánh đổ ra vịnh dọc theo bờ phía tây và hầu như là không qua xử lý. Vùng phía tây nam là khu vực dân cư, du lịch và cảng vụ, khu chế biến thực phẩm, đóng tàu. Nước thải chủ yếu là nhà máy đóng tàu, chế biến thực phẩm, cảng cá, nước thải sinh hoạt,… các nguồn nước thải này đều thải trực tiếp ra vịnh làm ảnh hưởng đến chính các khu vực trên và khu vực xung quanh. Bên cạnh đó, mỗi ngày vịnh Cam Ranh phải chịu hơn 10 tấn rác thải từ các lồng nuôi hải sản và vùng nuôi trồng hải sản ở khu vực quanh vịnh và khu vực đầm Thủy Triều. Ngoài ra, vịnh còn hứng chịu một lượng lớn chất thải từ nhà máy đường Cam Ranh, dù đã qua xử lý song vẫn không triệt để nên vẫn gây tai biến môi trường cục bộ ở khu vực xung quanh nhà máy. Tất cả những tác động tổng hợp trên đã làm môi trường vịnh ngày càng thêm ô nhiễm và đã có những dấu hiệu ban đầu cho thấy sức tải môi trường của vịnh bắt đầu tới hạn. 32 2.3.2 Chất lượng nước vịnh Cam Ranh Trong những năm gần đây, chất lượng môi trường vịnh Cam Ranh trên diện rộng tuy vẫn còn khá tốt nhưng đang diễn ra với xu thế xấu đi, đã xuất hiện nhiều tai biến môi trường cục bộ ảnh hưởng trực tiếp tới hoạt động nuôi trồng thủy sản. Hiện nay đã xuất hiện nhiều nguy cơ khai thác quá mức, ô nhiễm gây ảnh hưởng đến suy giảm hệ sinh thái, đe dọa đa dạng sinh học. Kết luận này được đưa ra trên cơ sở khảo sát, phân tích, tổng hợp một cách khoa học, có kế thừa liên tục từ năm 2000 đến nay. Nhiều đánh giá cho thấy hiện tượng ô nhiễm xảy ra vào mùa mưa, tổng lượng vật chất có 2 yếu tố vật lơ lửng và Fe có nguy cơ ảnh hưởng lớn đến chất lượng môi trường và trầm tích vịnh Cam Ranh. Chất thải hiện nay vào môi trường vịnh là từ khu vực dân cư, nuôi trồng thủy sản và hoạt động công nghiệp. Trong tương lai gần hai khu công nghiệp Nam và Bắc Cam Ranh có thể đi vào hoạt động sẽ gia tăng nguy cơ rủi ro ô nhiễm môi trường cho toàn vịnh. Nước thải từ nhà máy đường và khu dân cư nếu không được bổ sung thêm nhà máy xử lý chất thải tập trung có xử lý qua giai đoạn hồ sinh học thì nguy cơ tác động đến môi trường vịnh là rất lớn. Các khu vực có thể xảy ra tai biến cục bộ trong tương lai gần có thể dẫn đến tình trạng ưu dưỡng là: khu vực đầm Thủy Triều, khu vực nam đầm Thủy Triều, khu vực lân cận nhà máy đóng tàu, khu vực bờ Tây Nam vịnh Cam Ranh (Phạm Văn Thơm - 2008) CHƯƠNG 3. ÁP DỤNG MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ 3.1 THIẾT LẬP CÁC THÔNG TIN ĐẦU VÀO CHO MÔ HÌNH 3.1.1 Thu thập số liệu Khu vực vịnh Cam Ranh đã được tiến hành nhiều chuyến khảo sát thực địa và thu được những nguồn số liệu phong phú về các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau. Tuy nhiên, việc thu thập số liệu về các yếu tố động lực, môi trường cũng gặp những khó khăn nhất định. Trong những năm gần đây, các đề tài nghiên cứu cấp cơ sở, cấp tỉnh, cấp Viện Khoa học và Công Nghệ Việt Nam, Các dự án quốc tế đã và đang được tiến hành trên khu vực này. 33 Hình 3.1: Bản đồ địa hình khu vực nghiên cứu Để phục vụ cho luận văn, tác giả đã thu thập và chọn lọc những chuỗi số liệu phù hợp phục vụ cho luận văn. Các nguồn số liệu đã sử dụng dựa trên các bộ số liệu - Số liệu tổng hợp: Đề tài “Điều tra đánh giá tài nguyên môi trường các vũng vịnh trọng điểm ven bờ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường” do GS.TS Mai Trọng Nhuận làm chủ nhiệm, năm 2008. - Số liệu các yếu tố mực nước, khí tượng, thủy văn và môi trường: Đề tài “Nghiên cứu khả năng tự làm sạch, đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ và cải thiện chất lượng môi trường đầm Thủy Triều - vịnh Cam Ranh” do PGS.TS. Bùi Hồng Long và ThS. Nguyễn Hữu Huân đồng chủ nhiệm 34 - Số liệu tham khảo và kế thừa từ các đề tài cấp tỉnh tại khu vực vịnh Cam Ranh trong các năm 2005, 2008 do CN. Phạm Văn Thơm làm chủ nhiệm. Hình 3.2: Bản đồ trạm khảo sát mùa khô (tháng 05/2011) 35 Hình 3.3: Sơ đồ trạm khảo sát mùa mưa (tháng 10/2011) Hình 3.4: Sơ đồ các nguồn phát thải trong vịnh Cam Ranh 36 3.1.2 Địa hình đáy Địa hình vùng nghiên cứu được xây dựng trên bản đồ có tỉ lệ 1 : 50.000 với các đường đồng mức 0,5m. Hệ quy chiếu là hệ quy chiếu UTM, zone 49. Độ sâu khảo sát là từ mép nước tới độ sâu 30m tại khu vực cửa vịnh và phía ngoài khu vực đảo Bình Ba – Cam Ranh và bản đồ được quy về độ sâu hải đồ. Vùng nghiên cứu được giới hạn trong khu vực có kinh độ từ 109o5’28,546” đến 109o15’00” , vĩ độ từ 11o48’43,842” đến 12o07’30”. 3.1.3 Thiết lập lưới tính Một trong những công cụ ưu việt của phần mềm MIKE là thiết lập lưới một cách tiện lợi và nhanh chóng. Với đặc điểm của khu vực nghiên cứu có địa hình nhỏ hẹp, độ sâu không cao, đặc biệt vùng đầm Thủy Triều thông với vịnh Cam Ranh qua một eo hẹp nên việc mô phỏng các quá trình động lực và khuyếch tán vật chất gây ô nhiễm là phức tạp. Vì vậy, để có được lưới tính mô phỏng địa hình đáy gần với địa hình thực tế vùng nghiên cứu, dạng cấu trúc không lưới là một trong những giải pháp thường được sử dụng trong mô hình. 37 Hình 3.5: Địa hình và lưới tính tam giác vùng nghiên cứu 38 Từ số liệu địa hình và số liệu biên bờ của vịnh, tác giả đã thiết lập lưới tính tương đối chi tiết trên toàn bộ miền tính. Với 7629 tam giác từ 4447 nút lưới, diện tích tam giác nhỏ nhất là 57m2, diện tích tam giác lớn nhất là 0,215 km2. Trong đó, có tiểu vùng được thiết lập với lưới tính tương đối chi tiết là phần ven bờ phía trong vịnh và phần đầm Thủy Triều. Biên cứng là đường bờ, biên lỏng là phần cửa vịnh tiếp giáp với vùng biển Khánh Hòa. Giới hạn và vị trí tọa độ biên lỏng từ kinh độ 109o11’28,688” đến 109o12’11,200” , từ vĩ độ 11o52’27,182” đến 11o52’47,962”. Giới hạn và vị trí tọa độ biên cứng từ kinh độ 109o06’51,611”đến 109o12’56,358” từ vĩ độ 11o49’13,508” đến 11o07’07,814”. 3.1.4 Điều kiện biên và điều kiện ban đầu Với môđun MIKE 21 HD, tại biên lỏng phía biển là biên cửa lớn của vịnh nằm phía Tây Nam, thông với biển Khánh Hòa. Mô hình sử dụng dao động mực nước biển làm điều kiện biên. Các phần mềm dự báo mực nước hiện nay đang rất được sử dụng 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 nhiên, để tiện lợi, tác giả sử dụng 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, Mỹ), là viện nghiên cứu phi lợi nhuận về không gian và trái đất xây dựng. Trường gió đưa vào mô hình là trường gió trung bình tháng của hướng gió thịnh hành nhất trong tháng đó. Bảng 3.1:Tốc độ gió trung bình tháng và hướng gió thịnh hành trong tháng khu vực Cam Ranh (Số liệu được lấy từ Đài Khí tượng Thủy văn Nam Trung bộ) Yếu tố I II III IV V VI VII XIII IX X XI XII Tốc độ gió (m/s) 4.7 4.5 4.8 4.6 4.7 3.6 3.7 3.8 3.9 4.1 4.8 5.1 Hướng gió N NE NE SE SE SW SW SW SE NE N N Với mô đun ECO Lab, các giá trị biên 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 39 liệu quan trắc tại các trạm xa bờ, nơi có thể xem không còn ảnh hưởng của các yếu tố môi trường có nguồn gốc từ lục địa xét trên quy mô mùa. Tại thời điểm bắt đầu tính của mô hình, mực nước trên toàn miền tính là giá trị trung bình mực nước trên các biên tại thời điểm bắt đầu tính. Các thành phần vận tốc dòng chảy bằng không. Giá trị nồng độ các chất ô nhiễm trên toàn bộ miền tính được nội suy từ số liệu quan trắc tại 18 trạm phân bố trên toàn vịnh và các giá trị tại các biên (hình 3.2, hình 3.3), các kết quả này được sử dụng làm điều kiện ban đầu của các yếu tố ô nhiễm . Ngoài ra giá trị đầu vào của các yếu tố ô nhiễm môi trường tại biên là các kết quả của trạm đo liên tục tại cửa vịnh Cam Ranh của chuyến khảo sát trong tháng 5 và tháng 10/2011(bảng 3.2, bảng 3.3) Bảng 3.2: Trung bình các giá trị tại biên của các thành phần vật chất trong mô hình tính tính toán trong mùa khô STT Temp (°C) Sal (‰) DO (mg/l) BOD (mg/l) PO4 (mg/l) NH4 (mg/l) NO3 (mg/l) 1 33.9 29.25 5.92 0.63 24.77 864.521 4.32 Bảng 3.3: Trung bình các giá trị tại biên của các thành phần vật chất trong mô hình tính tính toán trong mùa mưa STT Temp (°C) Sal (‰) DO (mg/l) BOD (mg/l) PO4 (mg/l) NH4 (mg/l) NO3 (mg/l) 1 31.23 27.26 5.98 0.45 32.05 27.22 0.87 Bảng 3.4: Giá trị các biến trạng thái sử dụng trong môđun ECO Lab Stt Mô tả Kiểu Giá trị Thứ nguyên 1 Vĩ độ Biến số File địa hình (0), (m) 2 Quá trình BOD: Tốc độ phân rã bậc 1 tại 20oC (dạng hòa tan) Hằng số 0.161 (/ngày) 3 Quá trình BOD: Tốc độ phân rã bậc 1 tại 20oC (dạng lơ lửng) Hằng số 0.05 (/ngày) 4 Quá trình BOD: Tốc độ phân rã bậc 1 tại 20oC (dạng trầm tích) Hằng số 0.05 (/ngày) 5 Quá trình BOD: Hệ số nhiệt của tốc độ phân rã (dạng hòa tan) Hằng số 1.07 Phi thứ nguyên 6 Quá trình BOD: Hệ số nhiệt của tốc độ phân rã (dạng lơ lững) Hằng số 1.07 Phi thứ nguyên 7 Quá trình BOD: Hệ số nhiệt của tốc độ phân rã (dạng trầm tích) Hằng số 1.07 Phi thứ nguyên 8 Quá trình BOD: Nồng độ ôxy bán bão hòa Hằng số 2 mg/l 9 Quá trình tái lơ lửng: Vận tốc dòng chảy tới hạn Hằng số 0.3 m/s 10 Quá trình tái lơ lửng: Tỉ lệ tái lơ lửng của BOD (dạng trầm tích) Hằng số 0 (/ngày) 11 Quá trình lắng đọng: vận tốc dòng chảy tới hạn Hằng số 0.1 m/s 40 12 Quá tình lắng đọng: Tỉ lệ lắng đọng của BOD (dạng trầm tích) Hằng số 0.2 (/ngày) 13 Quá trình đạm hóa: Tốc độ phân rã bậc 1 ở 200C Hằng số 0.05 (/ngày) 14 Quá trình đạm hóa: Hệ số nhiệt của tốc độ phân rã Hằng số 1.088 Phi thứ nguyên 15 Quá trình đạm hóa: Nhu cầu ôxy cho quá trình đạm hóa Hằng số 4.57 g O2/g NH4-N 16 Quá trình đạm hóa: Nồng độ ôxy bán bão hòa Hằng số 2 mg/l 17 Quá trình ôxy: Cực đại sản xuất ôxy buổi trưa, m2 Hằng số 2 (/ngày) 18 Quá trình ôxy: Độ sâu đĩa Secchi Hằng số 0.4 m 19 Quá trình ôxy: Hệ số hiệu chỉnh vào buổi trưa Hằng số 0 giờ 20 Quá trình ôxy: Tốc độ hô hấp của thực vật, m2 Hằng số 0 (/ngày) 21 Quá trình ôxy: Hệ số nhiệt quá trình hô hấp Hằng số 1.08 Phi thứ nguyên 22 Quá trình ôxy: Nồng độ bán bão hòa trong quá trình hô hấp Hằng số 2 mg/l 23 Quá trình ôxy: Nhu cầu ôxy trầm tích trên m2 Hằng số 0.5 (/ngày) 24 Quá trình ôxy: Hệ số nhiệt của SOD Hằng số 1.07 Phi thứ nguyên 25 Quá trình ôxy: Nồng độ bán bão hòa của SOD Hằng số 2 mg/l 26 Quá trình ammoniac: Tốc độ giải phóng ammoni từ quá trình phân rã BOD (dạng hòa tan) Hằng số 0.3 g NH4-N/g BOD 27 Quá trình ammoniac: Tốc độ giải phóng ammoni từ quá trình phân rã BOD (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 BOD (dạng trầm tích) Hằng số 0.3 g NH4-N/g BOD 29 Quá trình ammoniac: Tổng NH3-N hấp thụ bởi thực vật Hằng số 0.066 g N/g DO 30 Quá trình ammoniac: Tổng NH3-N hấp thụ bởi vi khuẩn Hằng số 0.109 g N/g DO 31 Quá trình ammoniac: Nồng độ bán bão hòa của Nitơ hấp thụ Hằng số 0.05 mgN/l 32 Quá trình Nitrat: Tốc độ khử nitơ bậc nhất ở 200C Hằng số 0.1 (/ngày) 33 Quá trình Nitrat: Hệ số nhiệt độ của tốc độ khử nitơ Hằng số 1.16 Phi thứ nguyên 34 Quá trình Phốtpho: Lượng phốtpho chứa trong BOD hòa tan Hằng số 0.06 g P/g BOD 35 Quá trình Phốtpho: Lượng phốtpho chứa trong BOD lơ lửng Hằng số 0.06 g P/g BOD 36 Quá trình Phốtpho: Lượng phốtpho chứa trong BOD trầm tích Hằng số 0.0091 g P/g BOD 37 Quá trình Phốtpho: Lượng PO4-P hấp thụ bởi thực vật Hằng số 0.06 g P/g DO 38 Quá trình Phốtpho: Lượng PO4-P phân hủy bởi vi khuẩn Hằng số 0.015 g P/g DO 39 Quá trình Phốtpho: Nồng độ bán bảo hòa của phốtpho hấp thụ Hằng số 0.005 mgP/l 41 3.2 HIỆU CHỈNH MÔ HÌNH Khi đã thiết lập các thông tin cần thiết cho mô hình, tiến hành kiểm tra và hiệu chỉnh mô hình phù hợp với các đặc trưng vùng nghiên cứu. Đây là một trong những bước quan trọng để đánh giá độ tin cậy của mô hình cũng như các kết quả tính toán. Với chuỗi số liệu dòng chảy liên tục được tiến hành khảo sát vào tháng 5/2010, tháng 10/2010 tại cửa vịnh Cam Ranh thuộc đề tài “Nghiên cứu khả năng tự làm sạch, đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ và cải thiện chất lượng môi trường đầm Thủy Triều - vịnh Cam Ranh” do Viện Hải Dương học chủ trì, tác giả đã sử dụng để so sánh và hiệu chỉnh các thông số của mô hình. Bộ hệ số lựa chọn được thể hiện trong bảng 3.4, các kết quả tính toán được thể hiện trên các hình 3.6 và hình 3.7. So sánh thành phần dòng giữa số liệu quan trắc và số liệu tính toán cho thấy sự phù hợp cả về tốc độ và pha nếu loại trừ một vài giá trị đột biến trong chuỗi số liệu quan trắc. Thành phần dòng chảy theo phương kinh tuyến có sự sai khác giữa hai chuỗi số liệu, tuy nhiên về xu thế biến đổi trong chu kỳ lớn vẫn thấy có sự đồng dạng. Bảng 3.5: Bộ hệ số lựa chọn sử dụng cho mô hình tính toán Stt Các thông số Giá trị lựa chọn 1 Hệ số nhớt xoáy –Smagorinsky 0.28 (m2/s) 2 Hệ số cản đáy – hệ số Manning 34 (m1/3/s) 3 Hệ số ma sát gió 0.0026 4 Bước thời gian 60 (s) Với biến đổi mực nước, đã tiến hành trích xuất giá trị mực nước từ kết quả tính toán mô hình tại vị trí gần vị trí trạm mực nước khảo sát. So sánh hai chuỗi số liệu mực nước thực đo và tính toán trong 2 mùa mưa và khô (hình 3.6 và 3.7) cho thấy không có sự khác biệt nhiều về pha và biên độ ngoại trừ tại các thời điểm chân triều. Sai số trung bình nhỏ hơn 6% là giá trị sai số có thể chấp nhận được. 42 Để có thể đánh giá thêm độ chính xác của mô hình, sử dụng chỉ số đánh giá các quá trình thủy động lực Nash – Sutcliffe, với các công thức sau: trong đó, là giá trị tính toán là giá trị thực đo là giá trị trung bình thực đo là độ dài chuỗi số liệu Bảng 3.6: Hệ số tương quan giữa số liệu quan trắc và số liệu trích xuất từ kết quả mô hình Hệ số tương quan Thành phần dòng vĩ tuyến (U) Thành phần dòng kinh tuyến (V) Mực nước (%) (%) (%) N2 26.3 5.9 95.7 Kết quả so sánh cho thấy tương quan giữa mực nước thực đo và mực nước tính toán tương đối cao . Sai khác về kết quả tại một số điểm đột biến và chênh lệch về biên độ dao động triều của mực nước thực đo thấp hơn dự báo trung bình khoảng 4.35cm và cao nhất khoảng 22cm. Giá trị tương quan các thành phần dòng chảy giữa số liệu thực đo tại 2 trạm đo mực nước trong vịnh và 3 trạm đo dòng chảy liên tục và kết quả tính toán rất nhỏ.Tuy nhiên, qua quá trình hiệu chỉnh mô hình với các bộ hệ số khác nhau thì bộ hệ số này cho kết quả phù hợp với thực tế nhất. Đây cũng là bộ hệ số được sử dụng trong môđun MIKE 21 HD và môđun ECO Lab. 43 Hình 3.6: So sánh mực nước tại biên tháng 5/2011 Hình 3.7: So sánh mực nước tại biên tháng 10/2011 44 3.3 MỘT SỐ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 3.3.1 Kết quả tính toán cho mùa khô Mùa khô bắt đầu từ tháng 3 tới tháng 8, tác giả chọn tháng 5 là tháng đại diện cho mùa khô vì đây là tháng có lượng mưa tương đối thấp, lưu lượng nước sông nhỏ, chỉ hình thành dưới dạng những lạch nước có độ sâu thấp nên rất khó khăn trong việc lấy số liệu. Mặt khác, chuỗi số liệu đo từ các chuyến khảo sát trong tháng này được xem như các yếu tố đại diện cho mùa khô. Số liệu đầu vào cho mô hình tính toán lan truyền vật chất ô nhiễm được lấy từ chuyến khảo sát vào tháng 5/201. Thời gian tính toán trong mô hình bắt đầu từ 1/5/2011 – 30/5/2011. Đặc điểm động lực Qua kết quả tính toán trong khoảng thời gian một tháng cho thấy rằng trường dòng chảy có sự biến động mạnh cả về hướng và tốc độ trong một chu kỳ ngày đêm. Quá trình triều lên và triều xuống đều diễn ra một cách rõ ràng vào thời điểm dòng chảy cực đại. Trong một chu kỳ ngày đêm, khi triều lên, dòng chảy có hướng từ cửa vịnh chảy theo hướng Bắc lên phía đầm Thủy Triều và chảy theo hướng tây nam sang phía bờ tây vịnh chính. Trong khoảng thời gian triều lên, tại thời điểm đổi pha triều, dòng chảy tương đối nhỏ trên toàn vịnh. Khoảng thời gian sau đó có sự xuất hiện xoáy nghịch cục bộ tại phía cửa vịnh. Thời gian triều xuống, dòng chảy có hướng ngược lại, nước từ hai phía đầm Thủy Triều và bờ tây vịnh chính chảy trở về và thoát ra cửa vịnh. 45 Hình 3.8: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh, kỳ triều cường, pha triều lên (mùa khô) 46 Hình 3.9: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh, kỳ triều cường, pha triều xuống (mùa khô) 47 Hình 3.10: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh, kỳ triều kiệt, pha triều lên (mùa khô) 48 Hình 3.11: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh, kỳ triều kiệt, pha triều xuống (mùa khô) 49 Hình 3.12: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều, kỳ triều cường, pha triều lên (mùa khô) 50 Hình 3.13: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều, kỳ triều cường, pha triều xuống (mùa khô) 51 Hình 3.14: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều, kỳ triều kiệt, pha triều lên (mùa khô) 52 Hình 3.15: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều, kỳ triều kiệt, pha triều xuống (mùa khô) 53 Đặc điểm phân bố các chất gây ô nhiễm Có thể thấy rằng, vào mùa khô, tuy quá trình động lực, dòng chảy rất mãnh liệt, quá trình bình lưu, khuyếch tán diễn ra rất mạnh mẽ nhưng cũng là mùa cao điểm của các hoạt động kinh tế ven bờ diễn ra sôi động. Nồng độ các chất gây ô nhiễm tăng lên một cách nhanh chóng và trải dài trên diện rộng. Từ các nguồn phát, các chất theo dòng chảy tràn theo 2 hướng dòng chảy khi triều lên và xuống là rất rõ ràng. Các nguồn phát cũng hình thành một cách rõ nét trên bức tranh truyền tải, phát tán các chất ô nhiễm. Sự phân tán, truyền tải các chất biến đổi theo chu kỳ triều ngày và chu kỳ triều tháng. Kỳ triều cường, khi triều lên, dòng chảy có hướng từ nam - bắc và đông bắc – tây nam. Tại các nguồn phát các chất gây ô nhiễm có xu hướng bị dồn vào vùng ven bờ tây và dồn lên phía cửa đầm Thủy Triều. Ngược lại, khi triều xuống, dòng chảy có hướng từ bắc – nam và tây nam – đông bắc, với sự tác động của hướng gió đông nam, dòng vật chất theo dòng xoáy nghịch chạy dọc bờ tây rồi tràn ra phía ngoài cửa vịnh. Vùng cửa đầm Thủy Triều cũng nằm trong xu thế này và nhờ vậy áp lực của các chất gây ô nhiễm từ nguồn phát lên vùng ven bờ phía tây và vùng cửa đầm Thủy Triều giảm đáng kể. Xét chung trên cả thời kỳ triều cường, phạm vi ảnh hưởng của các thành phần vật chất không ảnh hưởng sâu sắc đến khu vực đầm Thủy Triều, nhưng có ảnh hưởng rõ nét đến toàn khu vực vịnh chính, đặc biệt khu vực cửa vịnh lúc này lại đóng vai trò vô cùng trong việc giải phóng các chất gây ô nhiễm ra khỏi vịnh. Vào kỳ triều kiệt, hoạt động triều yếu nên quá trình động lực diễn ra trên khu vực này cũng yếu hơn so với quá trình động lực trong kỳ triều cường. Trong cả hai giai đoạn triều lên và triều xuống, quá trình khuếch tán và truyền tải vật chất từ các nguồn thải chỉ ảnh hưởng ở khu vực xung quanh với bán kính không vượt quá 2km. Quy mô ảnh hưởng của vật chất ô nhiễm từ các nguồn thải đến toàn khu vực vịnh trong kỳ này nhỏ hơn quy mô ảnh hưởng của nguồn thải trong kỳ triều cường. Nhưng chính yếu tố này làm nảy sinh vấn đề là các chất không được khuyếch tán đi, chỉ loanh quanh tại khu vực nguồn phát, do đó dễ dẫn đến tai biến môi trường cục bộ. Bức tranh chung trong thời kỳ này là nồng độ các chất thấp trên toàn vịnh nhưng tăng nhanh tại các khu vực nguồn phát và các vùng xung quanh, khả năng 54 trao đổi nước từ trong đầm Thủy Triều ra ngoài bị hạn chế. Do đó không tạo điều kiện giải phóng các chất ra ngoài cửa vịnh. Hình 3.16: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều cường, lúc triều lên 55 Hình 3.17: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều cường, lúc triều xuống 56 Hình 3.18: Phân bố nồng độ NH3 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều cường, lúc triều lên 57 Hình 3.19: Phân bố nồng độ NH3 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều cường, lúc triều xuống 58 Hình 3.20: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều cường, lúc triều lên 59 Hình 3.21: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều cường, lúc triều xuống 60 Hình 3.22: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều cường, lúc triều lên 61 Hình 3.23: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều cường, lúc triều xuống 62 Hình 3.24: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều cường, lúc triều lên 63 Hình 3.25: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều cường, lúc triều xuống 64 Hình 3.26: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều lên 65 Hình 3.27: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều xuống 66 Hình 3.28: Phân bố nồng độ NH4 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều lên 67 Hình 3.29: Phân bố nồng độ NH4 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều xuống 68 Hình 3.30: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều lên 69 Hình 3.31: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều xuống 70 Hình 3.32: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều lên 71 Hình 3.33: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều xuống 72 Hình 3.34: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều lên 73 Hình 3.35: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều xuống 3.3.2 Kết quả tính toán cho mùa mưa Thời kỳ mùa mưa khu vực tỉnh 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 đỉnh trong hai tháng này. Để mô tả quá trình động lực và sự lan truyền vật chất ô nhiễm từ cửa sông ra ngoài vịnh, đã tính toán và mô phỏng trong tháng 10/2011. Nguồn số liệu về các yếu tố môi trường được lấy từ kết quả khảo sát vịnh Cam Ranh vào mùa mưa thuộc dự án “tính toán khả năng 74 tự làm sạch của vịnh Cam Ranh. Đã tiến hành quan trắc tại 18 trạm mặt rộng với các yếu tố môi trường và một số kim loại nặng. Ngoài ra còn có tham khảo thêm các số liệu từ các đề tài liên quan đến vịnh Cam Ranh được thực hiện liên tục từ năm 2000 đến 2008 Về đặc điểm động lực Vào thời kỳ mùa mưa cũng là thời kỳ gió mùa đông bắc ảnh hưởng đến khu vực nghiên cứu. Từ kết quả tính toán 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 lên đến 35 - 40cm/s. Trong giai đoạn triều lên, khối nước di chuyển theo hướng từ cửa vịnh vào chảy tràn sang 2 hướng. Một hướng từ phía đông bắc xuống tây nam từ cửa vịnh dọc theo bờ đông vào phần phía nam của vịnh chính. Một hướng chảy theo hướng nam lên hướng bắc dọc theo hướng từ cửa vịnh lên phía đầm Thủy Triều. chính quá trình chảy theo 2 hướng như vậy đã khiến phần nước nằm giữa cửa vịnh và bờ tây vịnh Cam Ranh đã xuất hiện xoáy nghịch. Chính những đặc điểm trên đã làm cho quá trình động lực của vịnh Cam Ranh thêm phần phức tạp, nhưng cũng góp phần làm tăng khả năng trao đổi nước giữa các vùng trong vịnh và giữa vùng nước trong vịnh và vùng nước ngoài vịnh. Trong thời gian triều xuống, tốc độ dòng chảy mạnh và cũng có 2 hướng đông nam – tây bắc và bắc – nam dòng chảy toàn vịnh đều hướng về phía cửa vịnh. Tuy nhiên, dòng chảy trung bình nhỏ hơn thời điểm triều lên và diễn ra nhanh hơn. Trong kỳ triều kiệt, cả hai giai đoạn triều lên và xuống đều rất yếu. Mặc dù vậy, thời điểm triều lên hướng và tốc độ dòng chảy trên toàn vùng nghiên cứu có xu hướng nam - bắc rõ ràng hơn. Trong khi đó, xu hướng dòng chảy đông nam – tây bắc có hướng yếu hơn trên toàn vùng nghiên cứu. Sự khác biệt này có thể là do ảnh hưởng của tốc độ và hướng gió. 75 Hình 3.36: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh, kỳ triều cường, pha triều lên (mùa mưa) 76 Hình 3.37: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh, kỳ triều cường, pha triều xuống (mùa mưa) 77 Hình 3.38: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh, kỳ triều kiệt, pha triều lên (mùa mưa) 78 Hình 3.39: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh, kỳ triều kiệt, pha triều xuống (mùa mưa) 79 Hình 3.40: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều, kỳ triều cường, pha triều lên (mùa mưa) 80 Hình 3.41: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều, kỳ triều cường, pha triều xuống (mùa mưa) 81 Hình 3.42: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều, kỳ triều kiệt, pha triều lên (mùa mưa) 82 Hình 3.43: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều, kỳ triều kiệt, pha triều xuống (mùa mưa) 83 Về đặc điểm phân bố các chất gây ô nhiễm Khi các chất ô nhiễm từ các nguồn thải từ vùng ven bờ phía tây đổ trực tiếp ra vịnh, quá trình bình lưu – khuếch tán và các các quá trình sinh học trong bên trong quy định sự phân bố nồng độ các chất này. Xét trên mặt rộng sự phân bố nồng độ các chất đó phụ thuộc vào thời điểm triều trong chu kỳ ngày và chu kỳ tháng. Kết hợp với trường dòng chảy được tính toán từ mô đun HD, có thể thấy rằng, tại các nguồn phát, sự phân bố nồng độ các chất này biến đổi theo biến đổi của triều trong một chu kỳ. Vào thời điểm triều lên, dòng chảy có hướng từ đông bắc xuống tây nam, tại khu vực cửa vịnh đến phía bờ tây vịnh, dòng vật chất bị đẩy xuống phía nam dọc theo bờ. Ngoài ra các nguồn phát trên phía bắc vịnh còn có xu hướng dồn các chất ô nhiễm về phía cửa đầm Thủy Triều, song do địa hình nhỏ hẹp nên sự dồn nước trọng đầm kín khiến các chất ô nhiễm không lan truyền được sâu vào đầm. Đây là sự phân bố và truyền tải dòng vật chất điển hình vào mùa mưa tại khu vực dọc theo bờ tây vịnh và vẫn thường xuất hiện hàng năm. Vảo thời điểm triều xuống, dòng chảy có hướng từ phía nam với nồng độ các chất thành phần thấp chảy ngược lên hướng bắc sau khi đã vòng qua khu vực cảng Ba Ngòi rồi chảy thẳng ra cửa vịnh. Đồng thời với quá trình đó thì lượng nước bị dồn nén trong đầm Thủy Triều cũng chảy ra với vận tốc rất lớn đưa theo các vật chất ô nhiễm đã đưa vào trong quá trình triều lên, quá trình bình lưu và khuếch tán như vậy đã làm nồng độ giảm xuống. Nếu xét về quy mô, sự lan truyền các thành phần vật chất trong đầm Thủy Triều có xu hướng truyền ra ngoài vịnh lớn nhiều hơn là lượng đổ vào khu vực đầm. Cũng như vậy, sự lan truyền vật chất ô nhiễm từ trong vịnh ra vùng nước bên ngoài theo hoàn lưu xoáy nghịch thông ra cửa vịnh kết hợp với quá trình thoát nước khi triều xuống. Những yếu tố trên đã tạo ra bức tranh chủ đạo cho sự trao đổi vật chất giữa vịnh Cam Ranh với vùng nước phía ngoài. Thông qua các chất chỉ thị môi trường, có thể thấy nồng độ DO trong vịnh là rất tốt cho thấy quá trình bình lưu khuyếch tán trong thời kỳ này là rất tốt. Nhưng bên cạnh đó ta có thể thấy nồng độ Amoni đang tiến dần đến ngưỡng giới hạn cho phép, trài dài trong một khu vực từ nhà máy thực phẩm đến Mỹ Ca. 84 Trong kỳ triều kiệt, phân bố trường dòng chảy nhìn chung là yếu. Kết hợp với trường phân bố dòng chảy trên toàn vùng và tại một số vị trí điển hình, có thể thấy rằng quá trình truyền tải vật chất tại các nguồn phát là rất lớn. Phần lớn các thành phần vật chất từ các nguồn phát trong thời kỳ này đã được khuyếch tán ra ngoài vịnh và trải đều toàn vịnh. Hầu hết các chất đều ở mức thấp dưới mức GHCP, ngoại trừ Amoni vẫn là chất có xu hướng tăng mạnh tại khu vực nguồn thải trải dài xuống cửa vịnh và các cùng xung quanh. Bức tranh chung trong thời kỳ này là các chất gây ô nhiễm giảm xuống và tương đối đồng nhất trên toàn vịnh. 85 Hình 3.44: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều cường, lúc triều lên 86 Hình 3.45: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều cường, lúc triều xuống 87 Hình 3.46: Phân bố nồng độ NH3 vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều cường, lúc triều lên 88 Hình 3.47 Phân bố nồng độ NH3 vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều cường, lúc triều xuống 89 Hình 3.48: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều cường, lúc triều lên 90 Hình 3.49: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều cường, lúc triều xuống 91 Hình 3.50: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều cường, lúc triều lên 92 Hình 3.51: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều cường, lúc triều xuống 93 Hình 3.52: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều cường, lúc triều lên 94 Hình 3.53: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều cường, lúc triều xuống 95 Hình 3.54: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều lên 96 Hình 3.55: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều xuống 97 Hình 3.56: Phân bố nồng độ NH4 vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều lên 98 Hình 3.57: Phân bố nồng độ NH4 vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều xuống 99 Hình 3.58: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều lên 100 Hình 3.59: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều xuống 101 Hình 3.60: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều lên 102 Hình 3.61: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều xuống 103 Hình 3.62: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều lên 104 Hình 3.63: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa mưa, tháng 10/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều xuống 105 3.4 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ Ô NHIỄM Từ kết quả của mô hình tính tác giả đã trích xuất số liệu phục vụ cho việc đánh giá chất lượng nước tại các khu vực xả thải và các tai biến môi trường có thể xảy ra tại các khu vực kế cận. Trong đó, tập trung đánh giá tác động của các nguồn thải đến các khu đô thị, du lịch và nuôi trồng thủy sản. Do các vùng này chịu ảnh hưởng trực tiếp hậu quả của các tai biến môi trường cả về kinh tế, sinh kế và cảnh quan. Các khu vực trích xuất số liệu bao gồm 8 khu vực chính, là những khu vực được quy hoạch là trọng điểm phát triển về kinh tế, văn hóa, xã hội và du lịch của huyện Cam Lâm và thành phố Cam Ranh: khu đô thị mới Cam Lâm, khu du lịch Cam Lâm, cửa đầm Thủy Triều, khu dân cư Cam Phúc, sân bay Cam Ranh, cảng Ba Ngòi, cửa vịnh Cam Ranh, nuôi trồng thủy sản Cam Thịnh Đông. Hình 3.64: Sơ đồ các tuyến điểm trích xuất từ mô hình trong mùa khô và mùa mưa 106 Ký hiệu viết tắt của các trạm vị trích xuất dữ liệu Cảng Ba Ngòi – Cam Ranh CBN Cửa vịnh Cam ranh CVCR Sân bay Cam Ranh SBC Khu nuôi trồng thủy sản Cam Thịnh Đông CTD Khu dân cư Cam Phúc DCCP Cửa đầm Thủy Triều CDTT Khu du lịch Cam Lâm DLCL Khu đô thị mới Cam Lâm DTCL Các kết quả được trích xuất được so sánh từng yếu tố môi trường với hệ thống tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam về chất lượng cho nước biển ven bờ, bãi tắm và nuôi trồng thủy sản. Cụ thể gồm các văn bản sau: QCVN 08:2008/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt, QCVN 10:2008/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển ven bờ, QCVN 14:2008/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt, QCVN 24:2009/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải công nghiệp. Qua bảng kết quả dữ liệu được trích xuất, có thể đi đến một số đánh giá như sau: Các kết quả đã đưa đến một kết luận là vào mùa khô năm 2011 đã có sự vượt ngưỡng cho phép của tất cả các yếu tố chỉ thị môi trường, khẳng định đã xảy ra tai biến môi trường trên toàn khu vực vịnh Cam Ranh. Đặc biệt là 3 yếu tố NH4, NO3, PO4 đều gấp 2 lần tiêu chuẩn cho phép đối với nước bãi tắm và gấp 10 lần đối với giá trị cho phép đối với nuôi trồng thủy sản. Tuy vậy, đây chỉ là trường hợp cá biệt vì theo tham khảo từ các nguồn số liệu của các đề tài nghiên cứu trước thì mùa xảy ra tai biến nhiều nhất vẫn là mùa mưa. Do đó các đánh giá vào mùa mưa mang tính chất quyết định hơn Khu vực đô thị mới Cam Lâm, cả trong thời kỳ mùa mưa và mùa khô thì hầu hết các giá trị chưa vượt ngưỡng cho phép nhưng chỉ số BOD có lúc đạt cực đại 107 là 2,78mg/l đã tiệm cận ngưỡng cho phép nên dễ xảy ra tai biến về môi trường đối với nuôi trồng thủy sản nhưng vẫn còn phù hợp với tiêu chuẩn nước bãi tắm. Khu vực đô thị mới Cam Lâm, trong thời kỳ mùa mưa thì hầu hết các giá trị chưa vượt ngưỡng cho phép nhưng chỉ số BOD có lúc đạt cực đại là 2,78mg/l đã tiệm cận ngưỡng cho phép nên dễ xảy ra tai biến về môi trường đối với nuôi trồng thủy sản nhưng vẫn còn phù hợp với tiêu chuẩn nước bãi tắm. Cũng như khu vực đô thị mới Cam Lâm, khu du lịch Cam Lâm trong thời kỳ mùa mưa có giá trị BOD cao, đã đạt giá trị cực đại 3,0mg/l rất gần ngưỡng xảy ra tai biến môi trường đối với nuôi trồng thủy sản nhưng vẫn còn phù hợp với tiêu chuẩn nước bãi tắm. Bên cạnh đó do việc gần với nhà máy đường Cam Ranh nên càng dễ xảy ra tai biến môi trường khi nhà máy đi vào hoạt động với công suất lớn. Vì vậy cần tiến hành di dời các lồng, đầm nuôi trồng thủy sản sang khu vực khác. Khu vực cửa đầm Thủy Triều, trong thời kỳ mùa mưa vì là khu vực có lượng trao đổi nước mạnh nên nồng độ các chất là không đáng quan ngại. Tuy vẫn có thể nuôi trồng thủy sản được nhưng do nồng độ NH4 đã vượt chỉ tiêu cho phép có thể chuyển hóa không tốt vào cơ thể sinh vật, do đó khuyến cáo không nên nuôi trồng thủy sản vì ảnh hưởng đến chất lượng thủy sản. Khu vực dân cư Cam Phúc, trong thời kỳ mùa khô và mùa mưa đều có các giá trị nồng độ các chất rất ổn định đều chưa vượt ½ chỉ tiêu cho phép theo tiêu chuẩn, là khu vực rất phù hợp với nuôi trồng thủy sản và du lịch. Khu vực sân bay Cam Ranh, trong thời kỳ mùa khô và trong thời kỳ mùa mưa đều có nồng độ các chất ổn định, song tiêu chuẩn NH4 cực đại trong 2 mùa đạt 0,12 -0,17 mg/l và giá trị trung bình cũng đã dao động tại ngưỡng tiêu chuẩn cho phép nuôi trồng thủy sản, do đó việc quy hoạch thành khu du lịch và đô thị như quy hoạch của tỉnh là phù hợp. Khu vực cảng Ba Ngòi, trong thời kỳ mùa mưa các chất đều có nồng độ ổn định do khả năng trao đổi nước khá mạnh với cửa vịnh. Các chất đều có giá trị dao động dưới mức cho phép đối với tiêu chuẩn cho phép về nước dùng cho bãi tắm. Nhưng do nằm trong khu vực có hoạt động kinh tế khá nhộn nhịp do đó nồng độ NH4 cực đại cũng đã vượt ngưỡng cho nuôi trồng thủy sản. Do đó khuyến cáo di 108 chuyển các khu vực nuôi trồng thủy sản ở xung quanh khu vực cảng Ba Ngòi đến nơi khác. Khu vực cửa vịnh Cam Ranh, trong thời kỳ mùa mưa, do trao đổi trực tiếp với vùng nước bên ngoài vịnh nên hầu hết các chất đều ở trong phạm vi chỉ tiêu cho phép, phù hợp với định hướng quy hoạch thành vùng du lịch. Khu vực nuôi trồng thủy sản Cam Thịnh Đông, trong thời kỳ mùa mưa, là khu vực duy nhất có các giá trị nồng độ các chất phù hợp nhất cho nuôi trồng thủy sản do đó khuyến cáo không nên phát triển thêm khu đô thị và công nghiệp vì có thể ảnh hưởng đến nuôi trồng thủy sản của khu vực. 109 Bảng 3.13: Giá trị cực đại, cực tiểu và trung bình các yếu tố tính toán tại các vị trí tuyến điểm, tháng 05/2011, thời kỳ mùa khô, kỳ triều cường. Tên điểm BOD (mg/l) DO (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm CVCR 0.498 0.80421 0.61806 4 6 5.24047 6.37011 5.91471 trên 6 trên 5 CBN 0.50491 0.79205 0.62999 4 6 4.74965 5.74595 5.17159 trên 6 trên 5 DCCP 0.51762 0.80802 0.64434 4 6 4.69979 5.89252 5.1921 trên 6 trên 5 CTD 0.61838 0.86441 0.73838 4 6 4.96907 5.80225 5.31103 trên 6 trên 5 CDTT 0.51098 1.14594 0.67599 4 6 5.33164 6.43458 5.75891 trên 6 trên 5 SBC 0.47414 0.8285 0.62714 4 6 5.19961 6.0945 5.58505 trên 6 trên 5 DLCL 0.79532 1.80446 1.32389 4 6 5.16322 6.86534 5.75607 trên 6 trên 5 DTCL 0.98918 1.88525 1.38231 4 6 5.16302 6.91657 5.6281 trên 6 trên 5 Tên điểm NH4-N (mg/l) PO4-P (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm CVCR 0.98686 1.11814 1.06778 0.1 0.5 0.02712 0.1516 0.05905 0.1 0.2 CBN 0.97882 1.11941 1.04362 0.1 0.5 0.01216 0.20141 0.1123 0.1 0.2 DCCP 0.95438 1.09571 1.02826 0.1 0.5 0.02087 0.19785 0.11444 0.1 0.2 CTD 0.90579 1.17207 1.0476 0.1 0.5 0.00371 0.1976 0.11228 0.1 0.2 CDTT 0.82327 1.05007 0.93563 0.1 0.5 0.01738 0.18663 0.10862 0.1 0.2 SBC 0.90905 1.07264 0.99382 0.1 0.5 0.03364 0.1785 0.1176 0.1 0.2 DLCL 0.80791 0.99624 0.90697 0.1 0.5 0.00101 0.18954 0.10416 0.1 0.2 DTCL 0.63683 0.95347 0.79835 0.1 0.5 0.00015 0.17353 0.09744 0.1 0.2 Tên điểm NO3-N (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm CVCR 0.04522 0.06783 0.05928 2 5 CBN 0.02519 0.04183 0.03221 2 5 DCCP 0.03085 0.03791 0.03509 2 5 CTD 0.02653 0.05282 0.04331 2 5 CDTT 0.03233 0.05664 0.04646 2 5 SBC 0.05361 0.06392 0.05824 2 5 DLCL 0.03828 0.06039 0.05049 2 5 DTCL 0.03222 0.044 0.03683 2 5 110 Bảng 3.14: Giá trị cực đại, cực tiểu và trung bình các yếu tố tính toán tại các vị trí tuyến điểm, tháng 05/2011, thời kỳ mùa khô, kỳ triều kiệt. Tên điểm BOD (mg/l) DO (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm CVCR 0.5056 0.80421 0.62307 4 6 5.23708 6.50515 5.95618 trên 6 trên 5 CBN 0.50074 0.79205 0.62936 4 6 4.76942 5.74597 5.17759 trên 6 trên 5 DCCP 0.51664 0.80802 0.64239 4 6 4.68958 5.89253 5.18376 trên 6 trên 5 CTD 0.59905 0.86442 0.74065 4 6 4.9868 5.80227 5.31013 trên 6 trên 5 CDTT 0.45813 0.79085 0.60667 4 6 5.30764 6.26543 5.70958 trên 6 trên 5 SBC 0.46804 0.8285 0.62705 4 6 5.04473 6.09453 5.52989 trên 6 trên 5 DLCL 0.7851 1.80446 1.26295 4 6 5.22316 6.86535 5.77393 trên 6 trên 5 DTCL 0.99136 1.88525 1.38499 4 6 5.21173 6.91642 5.69421 trên 6 trên 5 Tên điểm NH4-N (mg/l) PO4-P (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm CVCR 0.97449 1.12005 1.05054 0.1 0.5 0.02985 0.15597 0.06802 0.1 0.2 CBN 0.96136 1.11941 1.04513 0.1 0.5 0.01216 0.2004 0.11221 0.1 0.2 DCCP 0.94958 1.09571 1.02985 0.1 0.5 0.02087 0.19756 0.11474 0.1 0.2 CTD 0.91912 1.17207 1.04869 0.1 0.5 0.00371 0.19805 0.11193 0.1 0.2 CDTT 0.81776 1.05006 0.94056 0.1 0.5 0.01997 0.19597 0.1152 0.1 0.2 SBC 0.9135 1.07263 0.98401 0.1 0.5 0.03364 0.19388 0.121 0.1 0.2 DLCL 0.83308 1.00174 0.9215 0.1 0.5 0.00101 0.1904 0.10432 0.1 0.2 DTCL 0.61692 0.95338 0.77402 0.1 0.5 0.00015 0.1754 0.09641 0.1 0.2 Tên điểm NO3-N (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm CVCR 0.04717 0.05815 0.05419 2 5 CBN 0.026 0.03959 0.0319 2 5 DCCP 0.03183 0.03804 0.03509 2 5 CTD 0.02653 0.05218 0.04298 2 5 CDTT 0.04043 0.05907 0.04965 2 5 SBC 0.05361 0.06123 0.05745 2 5 DLCL 0.03828 0.06074 0.0513 2 5 DTCL 0.03059 0.03973 0.03384 2 5 111 Bảng 3.15: Giá trị cực đại, cực tiểu và trung bình các yếu tố tính toán tại các vị trí tuyến điểm, tháng 10/2011, thời kỳ mùa mưa, kỳ triều cường. Tên điểm BOD (mg/l) DO (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm CVCR 0.4781 0.9785 0.6362 4 6 5.8923 6.2492 5.9675 trên 6 trên 5 CBN 0.63721 0.96107 0.78221 4 6 5.89133 6.17247 6.01587 trên 6 trên 5 DCCP 0.62185 0.96485 0.80029 4 6 5.89566 6.27822 6.08882 trên 6 trên 5 CTD 0.61044 1.47153 0.99768 4 6 5.82381 6.27205 5.97562 trên 6 trên 5 CDTT 0.68751 1.5605 1.05055 4 6 5.97895 6.37432 6.17427 trên 6 trên 5 SBC 0.6208 0.96943 0.77777 4 6 5.99518 6.25401 6.10606 trên 6 trên 5 DLCL 1.22022 3.06492 2.10596 4 6 6.14504 7.90125 6.58797 trên 6 trên 5 DTCL 1.63466 2.78134 2.16252 4 6 6.01332 7.25201 6.45708 trên 6 trên 5 Tên điểm NH4-N (mg/l) PO4-P (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm CVCR 0.0488 0.1712 0.1062 0.1 0.5 0.0062 0.0563 0.0326 0.1 0.2 CBN 0.05318 0.12589 0.09182 0.1 0.5 0.0526 0.06733 0.05601 0.1 0.2 DCCP 0.03983 0.12644 0.08963 0.1 0.5 0.04417 0.05119 0.04851 0.1 0.2 CTD 0.08048 0.11024 0.10198 0.1 0.5 0.02821 0.06708 0.0484 0.1 0.2 CDTT 0.03769 0.10912 0.08092 0.1 0.5 0.05129 0.08731 0.06349 0.1 0.2 SBC 0.08002 0.11779 0.10357 0.1 0.5 0.03074 0.0457 0.03844 0.1 0.2 DLCL 0.01153 0.17132 0.11606 0.1 0.5 0.04906 0.09763 0.06911 0.1 0.2 DTCL 0.00478 0.11359 0.07734 0.1 0.5 0.03958 0.04737 0.0422 0.1 0.2 Tên điểm NO3-N (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm CVCR 0.0997 0.1092 0.1063 2 5 CBN 0.08116 0.09789 0.08926 2 5 DCCP 0.0877 0.10433 0.0949 2 5 CTD 0.06737 0.0912 0.08094 2 5 CDTT 0.10093 0.1153 0.11158 2 5 SBC 0.10714 0.11582 0.1119 2 5 DLCL 0.08923 0.12613 0.11185 2 5 DTCL 0.07469 0.098 0.08751 2 5 112 Bảng 3.16: Giá trị cực đại, cực tiểu và trung bình các yếu tố tính toán tại các vị trí tuyến điểm, tháng 10/2011, thời kỳ mùa mưa, kỳ triều kiệt. Tên điểm BOD (mg/l) DO (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm CVCR 0.4448 0.97846 0.59618 4 6 5.91105 6.26015 5.98448 trên 6 trên 5 CBN 0.63409 0.94232 0.77994 4 6 5.88842 6.12744 6.02076 trên 6 trên 5 DCCP 0.64675 0.96485 0.80142 4 6 5.91297 6.26752 6.09809 trên 6 trên 5 CTD 0.60933 1.47153 0.98083 4 6 5.81081 6.26473 5.96764 trên 6 trên 5 CDTT 0.71896 1.63678 1.09168 4 6 6.04772 6.46997 6.19802 trên 6 trên 5 SBC 0.61814 0.96943 0.77963 4 6 5.95136 6.24283 6.1043 trên 6 trên 5 DLCL 1.53868 2.98887 2.26764 4 6 6.08301 7.69935 6.66198 trên 6 trên 5 DTCL 1.6354 2.78134 2.16403 4 6 5.9843 7.25206 6.39425 trên 6 trên 5 Tên điểm NH4-N (mg/l) PO4-P (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm CVCR 0.04032 0.13821 0.09148 0.1 0.5 0.00644 0.0569 0.03612 0.1 0.2 CBN 0.05318 0.12386 0.09141 0.1 0.5 0.05286 0.06919 0.05629 0.1 0.2 DCCP 0.03983 0.12752 0.09055 0.1 0.5 0.04636 0.05353 0.04937 0.1 0.2 CTD 0.08048 0.10889 0.09964 0.1 0.5 0.02939 0.06939 0.05036 0.1 0.2 CDTT 0.03769 0.10087 0.07919 0.1 0.5 0.05475 0.08536 0.06674 0.1 0.2 SBC 0.07816 0.11418 0.09999 0.1 0.5 0.03182 0.04802 0.03923 0.1 0.2 DLCL 0.01154 0.18032 0.12382 0.1 0.5 0.04681 0.08387 0.05929 0.1 0.2 DTCL 0.00478 0.1086 0.07087 0.1 0.5 0.03943 0.0466 0.04179 0.1 0.2 Tên điểm NO3-N (mg/l) Cực tiểu Cực đại Trung bình QCVN nước NTTS QCVN nước bãi tắm CVCR 0.09933 0.11079 0.10607 2 5 CBN 0.08144 0.0969 0.08942 2 5 DCCP 0.08765 0.10303 0.09442 2 5 CTD 0.06755 0.09134 0.08138 2 5 CDTT 0.09946 0.11459 0.11043 2 5 SBC 0.10739 0.11489 0.11135 2 5 DLCL 0.08722 0.12998 0.11409 2 5 DTCL 0.07386 0.09584 0.08523 2 5 113 Hình 3.66: Biểu đồ biểu diễn các giá trị cực đại, cực tiểu và trung bình các yếu tố tính toán tại các vị trí tuyến điểm, tháng 05/2011, thời kỳ mùa khô, kỳ triều cường. 114 115 Hình 3.67: Biểu đồ biểu diễn các giá trị cực đại, cực tiểu và trung bình các yếu tố tính toán tại các vị trí tuyến điểm, tháng 05/2011, thời kỳ mùa khô, kỳ triều kiệt. 116 117 118 Hình 3.68: Biểu đồ biểu diễn các giá trị cực đại, cực tiểu và trung bình các yếu tố tính toán tại các vị trí tuyến điểm, tháng 10/2011, thời kỳ mùa mưa, kỳ triều cường. 119 120 Hình 3.69: Biểu đồ biểu diễn các giá trị cực đại, cực tiểu và trung bình các yếu tố tính toán tại các vị trí tuyến điểm, tháng 10/2011, thời kỳ mùa mưa, kỳ triều kiệt. 121 122 123 KẾT LUẬN Qua các kết quả thu được từ mô hình tính toán, trên cơ sở phân tích, thống kê, tác giả đưa ra một số kết luận sau: - Việc sử dụng gói công cụ MIKE đã đáp ứng được mục tiêu và nội dung đặt ra trong luận văn. Các kết quả tính toán từ mô hình đã mô phỏng được các quá trình dòng chảy, quá trình lan truyền các chất gây ô nhiễm khu vực vịnh Cam Ranh từ các nguồn thải. - Dòng chảy khu vực vịnh Cam Ranh chủ yếu là dòng triều và chịu sự tác động của chế độ gió mùa trên khu vực này. Trường phân bố dòng chảy từ cửa vịnh truyền vào chi làm hai hướng từ đông nam lên phía bắc truyền vào đầm thủy triều và từ phía đông nam sang tây nam truyền vào vịnh chính. Trong thời gian triều lên và triều xuống có xuất hiện xoáy thuận tại khu vực giữa vịnh chính. - Trong thời kỳ mùa khô, các thành phần vật chất gây ô nhiễm khu vực vịnh Cam Ranh không ảnh hưởng tới chất lượng các bãi tắm dọc theo bãi biển Cam Ranh, nhưng đã bắt đầu xuất hiện dấu hiệu đạt ngưỡng giới hạn các chỉ tiêu ô nhiễm từ khu vực cảng Ba Ngòi đến khu vực nhà máy chế biến thực phẩm trong bán kính 2km. Trong thời kỳ mùa mưa, chỉ tiêu các chất cũng tiệm cận giới hạn cho phép nhưng có phần đáng quan ngại hơn mùa khô vì sự lan truyền các chất gây ô nhiễm đã vươn tới các khu bãi tắm và khu vực dân sinh xung quanh khu vực nói trên trong phạm vi khá lớn. - Theo tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản thì khu vực vịnh Cam Ranh có nhiều khu vực ven bờ đã bị ô nhiễm NH4, điển hình như các khu vực cảng Ba Ngòi, sân bay Cam Ranh và cửa đầm Thủy Triều. - Do các yếu tố chủ quan của các nhà qui hoạch nhằm phục vụ sự phát triển của thành phố Cam Ranh và các yếu tố khách quan do đặc điểm khí tượng thủy văn, địa hình, cấu tạo địa chất chủ yếu là cát nên lượng nước các sông truyền vào vịnh là rất thấp, sự ảnh hưởng từ các cửa sông tới chất lượng nước 124 các bãi tắm trong cả 2 mùa mưa và khô là không đáng kể. Nhưng khả năng truyền nước ngọt từ địa hình xung quanh vào vịnh qua con đường nước ngầm là rất lớn nhưng do hạn chế về điều kiện số liệu và mô hình nên hiện tác giả vẫn chưa tính toán được. - Tuy còn một số hạn chế, song các kết quả nghiên cứu trong luận văn cũng đã góp phần làm sáng tỏ thêm bức tranh thủy động lực – môi trường tại vịnh Cam Ranh. Góp phần giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường, quy hoạch, sử dụng và khai thác hợp lý tài nguyên môi trường. KIẾN NGHỊ Mặc dù hiện trạng môi trường của vịnh Cam Ranh hiện nay chưa vượt ngưỡng các chỉ tiêu cho phép song cũng đã rất đáng quan ngại. Nhiều yếu tố môi trường đã bắt đầu tiệm cận ngưỡng giới hạn như nội dung nghiên cứu của luận văn đã trình bày. Do đó trong các bản qui hoạch thành phố trong tương lai cần thiết phải bổ sung thêm các nhà máy xử lý chất thải và nước thải để xử lý trước khi đổ vào vịnh tránh trường hợp như hiện nay phần lớn là xả trực tiếp vào vịnh. Bên cạnh đó, địa hình chủ yếu là cát nên khả năng thấm nước trong mùa mưa rất cao nên cần phải có nghiên cứu về chất lượng nguồn nước ngầm đổ vào vịnh nhằm phản ánh chính xác hơn nữa chất lượng môi trường vịnh Cam Ranh. Ngoài ra, do giới hạn về kinh phí và khả năng chuyên môn nên chưa có được số liệu chính xác và toàn diện hơn về mặt không gian và thời gian nhằm tiếp tục nghiên cứu sâu hơn để tiến tới xây dựng các kịch bản lan truyền vật chất ô nhiễm tại một số vị trí nhạy cảm đưa ra các dự báo, cảnh báo, tư vấn cho các ngành nghề liên quan đến môi trường biển. 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. Đoàn Văn Bộ (2001), “Hóa học biển”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. 2. Bùi Hồng Long - Trần Văn Chung (2006), “Tính toán thử nghiệm dòng chảy ba chiều (3-D) cho vùng vịnh Vân Phong”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ biển, 6(1), tr. 12-27. 3. PGS.TS Bùi Hồng Long, ThS. Nguyễn Hữu Huân (2011), “Nghiên cứu khả năng tự làm sạch, đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ và cải thiện chất lượng môi trường đầm Thủy Triều - vịnh Cam Ranh”. 4. GS.TS Mai Trọng Nhuận (2008), “Điều tra đánh giá tài nguyên môi trường các vũng vịnh trọng điểm ven bờ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường”. 5. Phạm Văn Thơm (2005), “Hiện trạng môi trường vịnh Cam Ranh”. 6. Phạm Văn Thơm (2008), “Điều tra đánh giá hiện trạng môi trường vịnh Cam Ranh làm cơ sở phát triển kinh tế”. 7. UBND tỉnh Khánh Hòa (2003), “Địa chí Khánh Hòa”, NXB Chính trị quốc gia. 8. UBND tỉnh Khánh Hòa (2010), “Quy hoạch phát triển tỉnh Khánh Hòa đến năm 2015 ”. 9. Sở khoa học và công nghệ tỉnh Khánh Hòa (2004), “Đặc điểm khí hậu – thủy văn tỉnh Khánh Hòa”. 10. Tiếng Anh 11. Mike Flow model (DHI 2007), Hydronamic module: Scientific Documentation. 12. Mike Flow model (DHI 2007), ECO Lab module: Scientific Documentation.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

thanh_bacl_1042.pdf