Ứng dụng mô hình ECO Lab trong gói phần mềm MIKE của Viện Thủy lực Đan Mạch vào việc đánh giá một số đặc trưng môi trường biển và chất lượng nước tại các khu vực nuôi trồng thủy sản

n khæ luËn v¨n, häc viªn lùa chän "mÉu" chÊt l­îng n­íc cña m« h×nh ECO Lab tÝch hîp trong MIKE21 bao gåm c¸c yÕu tè c¬ b¶n sau: DO, BOD, NO3 -, NH4 + vµ PO4 -3. §©y lµ nh÷ng yÕu tè c¬ b¶n cã vai trß quyÕt ®Þnh tíi chÊt l­îng 36 m«i tr­êng thñy vùc, h¬n n÷a ph­¬ng tr×nh to¸n häc vÒ c¸c yÕu tè ®· ®­îc ph¸t triÓn kh¸ ®Çy ®ñ ®¶m b¶o cho qu¸ tr×nh tÝnh to¸n ®¹t ®­îc ®é chÝnh x¸c cao vµ tin cËy. 2.3. C¬ së to¸n häc [3], [9], [15], [16] Nh­ ®· tr×nh bµy, m« h×nh ECO Lab ®­îc tÝch hîp trong MIKE 21 trªn nÒn cña module thñy lùc HD, ®©y lµ module tÝnh to¸n mùc n­íc vµ dßng ch¶y hai chiÒu kh«ng ®Òu trong mét líp chÊt láng ®ång nhÊt theo ph­¬ng th¼ng ®øng. Ph­¬ng tr×nh b¶o toµn khèi l­îng vµ ®éng l­îng ®­îc tÝch ph©n theo chiÒu th¼ng ®øng m« t¶ sù biÕn ®æi cña mùc n­íc vµ dßng ch¶y: - Ph­¬ng tr×nh b¶o toµn khèi l­îng: (2.1) - Ph­¬ng tr×nh b¶o toµn ®éng l­îng theo ph­¬ng x: (2.2) - Ph­¬ng tr×nh b¶o toµn ®éng l­îng theo ph­¬ng y: (2.3) trong ®ã: h(x,y,t): ®é s©u (m) d(x,y,t): ®é s©u thay ®æi theo thêi gian (m) 37 mùc n­íc (m) p, q(x,y,t): th«ng l­îng mËt ®é theo h­íng x vµ y (m3/s/m). p=uh, q=vh víi u vµ v lÇn l­ît lµ c¸c thµnh phÇn vËn tèc trung b×nh ®é s©u theo h­íng x vµ y. C(x,y): hÖ sè nh¸m Chezy (m1/2/s) g: gia tèc träng tr­êng (m/s2) f(V): hÖ sè ma s¸t do giã V, Vx, Vy(x,y,t): lµ vËn tèc giã vµ c¸c thµnh phÇn theo h­íng x vµ y (m/s) Ω(x,y): tham sè Coriolis, phô thuéc vµo vÜ ®é (1/s) pa(x,y,t): ¸p suÊt khÝ quyÓn (kg/m/s 2) ρw: mËt ®é n­íc biÓn (kg/m 3). t: thêi gian : c¸c thµnh phÇn cña øng suÊt tr­ît §Ó gi¶i c¸c ph­¬ng tr×nh vi ph©n trªn, module MIKE HD 21 sö dông kü thuËt quÐt lu©n h­íng ADI (Alternative Direction Implicit) ®Ó tÝch ph©n c¸c ph­¬ng tr×nh b¶o toµn khèi l­îng vµ ®éng l­îng theo kh«ng gian vµ thêi gian. Kü thuËt ADI quÐt theo c¶ h­íng x vµ y ®èi víi tõng « l­íi riªng rÏ do vËy sÏ t¹o ra nh÷ng ma trËn m« t¶ c¸c hÖ ph­¬ng tr×nh cÇn ph¶i gi¶i. §Ó gi¶i c¸c ma trËn ®ã, m« h×nh sö dông thuËt to¸n “quÐt hai lÇn” DS (Double Sweep). H×nh 2.1: S¬ ®å minh häa l­íi sai ph©n theo h­íng x vµ y 38 C¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n tõ module thñy lùc sÏ cho phÐp cã ®­îc m« pháng ®­îc c¸c qu¸ tr×nh vËt lý ®éng lùc, lµm c¬ së vµ ®Çu vµo cho qu¸ tr×nh tÝnh to¸n trong ECO Lab. Ph­¬ng tr×nh to¸n häc tæng qu¸t biÓu diÔn sù biÕn ®æi nång ®é cña c¸c biÕn sè trong m« h×nh ECO Lab cã d¹ng sau: (2.4) trong ®ã: Pc: biÕn ®æi nång ®é cña biÕn sè sau thêi gian t C: nång ®é cña biÕn sè trong ECO Lab pi: qu¸ tr×nh thø i lµm biÕn ®æi nång ®é cña biÕn sè n: sè qu¸ tr×nh lµm biÕn ®æi nång ®é cña mét biÕn sè cô thÓ. KÕt hîp víi module truyÒn t¶i khuÕch t¸n, ph­¬ng tr×nh (2.4) viÕt cho d¹ng vËt chÊt kh«ng b¶o toµn cã d¹ng: (2.5) trong ®ã: C: nång ®é cña biÕn sè u, v, w: c¸c thµnh phÇn cña vËn tèc theo c¸c h­íng x, y, z Dx, Dy, Dz: hÖ sè khuÕch t¸n theo c¸c h­íng x, y, z Sc: nguån sinh vµ nguån mÊt Pc: c¸c qu¸ tr×nh trong m« h×nh ECO Lab Ph­¬ng tr×nh (2.5) cã thÓ ®­îc viÕt l¹i d­íi d¹ng ng¾n gän sau: (2.6) trong ®ã sè h¹ng ADc biÓu diÔn tèc ®é biÕn ®æi nång ®é do qu¸ tr×nh truyÒn t¶i khuÕch t¸n (bao gåm c¶ c¸c nguån sinh vµ nguån mÊt). C¸c ph­¬ng tr×nh sè trong ECO Lab sÏ ®­îc gi¶i theo h­íng tÝch ph©n tèc ®é biÕn ®æi theo thêi gian víi c¶ c¸c qu¸ tr×nh sinh - hãa trong ECO Lab vµ qu¸ tr×nh truyÒn t¶i - khÕch t¸n, tuy nhiªn trong mét b­íc thêi gian tèc ®é biÕn ®æi ®­îc xem nh­ kh«ng ®æi. (2.7) 39 Sù tham gia cña sè h¹ng ADc ®­îc xÊp xØ nh­ sau: (2.8) trong ®ã C* lµ gi¸ trÞ nång ®é tøc thêi . ¦u ®iÓm chÝnh cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ gi¶i quyÕt ®­îc mét c¸ch t­êng minh c¸c vÊn ®Ò cña thµnh phÇn nguån PC ®Çy phøc t¹p trong ECO Lab vµ do vËy phÇn truyÒn t¶i - khuÕch t¸n cã thÓ ®­îc xö lý mét c¸ch riªng rÏ. CÇn l­u ý r»ng c¸c ph­¬ng ph¸p tÝch ph©n ®Ó gi¶i ph­¬ng tr×nh truyÒn t¶i trong m« h×nh ECO Lab chØ sö dông tÝch ph©n hiÖn. Ng­êi sö dông cã thÓ lùa chän c¸c ph­¬ng ph¸p gi¶i cã trong m« h×nh ®ã lµ ph­¬ng ph¸p tÝch ph©n Euler vµ ph­¬ng ph¸p Runge - Kutta bËc 4 vµ bËc 5. 2.3.1. ¤xy hßa tan (DO) vµ nhu cÇu «xy sinh häc (BOD) ¤xy hßa tan (DO) lµ mét yÕu tè thñy hãa rÊt quan träng ®èi víi hÖ sinh th¸i d­íi n­íc, tån t¹i ë d¹ng ph©n tö tù do O2 vµ cã liªn quan tíi hµng lo¹t qu¸ tr×nh sinh ®Þa ho¸ x¶y ra trong m«i tr­êng biÓn trong ®ã ®¸ng kÓ nhÊt lµ qu¸ tr×nh oxi hãa c¸c chÊt h÷u c¬ gi÷ cho m«i tr­êng n­íc biÓn trong s¹ch. Nång ®é «xy hoµ tan lµ hµm cña qu¸ tr×nh h« hÊp, quang hîp, ph©n huû, ®¹m ho¸… Nhu cÇu «xy sinh häc (BOD) lµ l­îng «xy cÇn thiÕt ®Ó vi sinh vËt tiªu thô trong qu¸ tr×nh «xy hãa c¸c chÊt h÷u c¬ trong n­íc (®Æc biÖt lµ n­íc th¶i). ¤xy sö dông trong qu¸ tr×nh nµy lµ oxi hßa tan trong n­íc biÓn. BOD lµ th«ng sè quan träng ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é « nhiÔm cña n­íc do c¸c chÊt h÷u c¬ cã thÓ bÞ vi sinh vËt ph©n hñy trong ®iÒu kiÖn hiÕu khÝ. ChØ sè BOD chØ ra l­îng «xy mµ vi sinh vËt tiªu thô trong ph¶n øng «xy hãa c¸c chÊt h÷u c¬ trong n­íc « nhiÔm. ChØ sè BOD cµng cao chøng tá l­îng chÊt h÷u c¬ cã kh¶ n¨ng ph©n hñy sinh häc cµng lín, n­íc bÞ « nhiÔm ®ång thêi còng cho thÊy l­îng «xy bÞ hao hôt trong n­íc biÓn ®iÒu ®ã ¶nh h­ëng trùc tiÕp tíi sù tån t¹i cña thñy sinh vËt trong thñy vùc. Trong m« h×nh ECO Lab, DO vµ BOD liªn hÖ víi nhau th«ng qua ph­¬ng tr×nh c©n b»ng «xy t¹i 4 møc kh¸c nhau t­¬ng øng víi "mÉu" ®· ®­îc lùa chän trong khi thiÕt lËp m« h×nh tÝnh to¸n. Trong khu«n khæ luËn v¨n, häc viªn lùa chän ph­¬ng 40 tr×nh c©n b»ng «xy víi c¸c hîp chÊt dinh d­ìng (møc thø 3). Ph­¬ng tr×nh cã d¹ng sau: (2.9) trong ®ã: - reaeration (1) : qu¸ tr×nh trao ®æi «xy gi÷a n­íc biÓn víi khÝ quyÓn (g/m3/ngµy). - nitrification(2): qu¸ tr×nh ®¹m hãa(g/m3. ngµy), Y1: hÖ sè bæ sung cho «xy - BOD decay (3): qu¸ tr×nh ph©n hñy BOD (g/m3/ngµy) - photosynthesis (4): qu¸ tr×nh quang hîp (g O2/m 2/ngµy) - respiration (5): qu¸ tr×nh h« hÊp cña sinh vËt (g O2/m 2/ngµy) - SOD (6) (sediment oxygen demand): nhu cÇu «xy cho ph©n hñy c¸c vËt chÊt h÷u c¬ t¹i ®¸y (chØ phô thuéc vµo hµm l­îng «xy vµ nhiÖt ®é) (g/m3/ngµy). Dùa trªn ph­¬ng tr×nh c©n b»ng «xy, cã thÓ thÊy ®­îc hai nhãm qu¸ tr×nh chñ yÕu, nhãm lµm t¨ng hµm l­îng «xy (gåm qu¸ tr×nh trao ®æi víi khÝ quyÓn vµ quang hîp) vµ nhãm lµm gi¶m hay tiªu thô «xy (qu¸ tr×nh ®¹m hãa, ph©n hñy BOD, h« hÊp vµ qu¸ tr×nh ph©n hñy c¸c hîp chÊt h÷u c¬ t¹i ®¸y). - Qóa tr×nh trao ®æi oxi víi khÝ quyÓn - bao gåm sù hÊp thô «xy tõ khÝ quyÓn khi nång ®é cña nã trong n­íc biÓn ch­a ®¹t b·o hßa vµ - ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (2.10) trong ®ã CS lµ nång ®é «xy b·o hßa phô thuéc vµo nhiÖt ®é vµ ®é muèi cña n­íc biÓn th«ng qua biÓu thøc sau: )}.000077774,0.0000374,0007991,0.(41022,0.00256,0.{ .0841,0652,14 TSTST SCS   (2.11) vµ K2 lµ tèc ®é trao ®æi phô thuéc vµo vËn tèc giã, vËn tèc dßng ch¶y vµ ®é s©u: (2.12) 41 (2.13) - Quang hîp lµ qu¸ tr×nh gi¶i phãng khÝ «xy tù do nhê sù tæng hîp cña thùc vËt phï du sèng trong m«i tr­êng n­íc biÓn. Quang hîp ®­îc biÓu diÔn th«ng qua n¨ng suÊt sinh häc lín nhÊt ®­îc t¹o ra vµo thêi ®iÓm gi÷a tr­a cña mét ngµy. Tuy nhiªn v× phô thuéc vµo c­êng ®é ¸nh s¸ng tíi mÆt biÓn nªn qu¸ tr×nh nµy biÕn ®æi theo thêi gian vµ ®é dµi t­¬ng ®èi cña mét ngµy. H¬n n÷a cïng víi qu¸ tr×nh hÊp thô oxi tõ khÝ quyÓn, quang hîp chØ diÔn ra ë líp n­íc bªn trªn bÒ mÆt vµ th­êng kh«ng v­ît qu¸ ®é s©u 200 - 300m nÕu nÕu - §¹m hãa còng lµ mét yÕu tè ¶nh h­ëng trùc tiÕp tíi c©n b»ng «xy trong n­íc biÓn khi nã sö dông «xy hßa tan trong qu¸ tr×nh chuyÓn hãa amoni (NH4 +) thµnh hîp phÇn nitrit (NO2 -). Qu¸ tr×nh ®¹m hãa trong ph­¬ng tr×nh c©n b»ng «xy ®­îc biÓu diÔn qua biÓu thøc sau: (2.14) - H« hÊp lµ qu¸ tr×nh duy tr× sù sèng cho sinh vËt (chñ yÕu cho ®éng vËt) vµ còng lµ qu¸ tr×nh tiªu thô «xy trong m«i tr­êng biÓn. Ho¹t ®éng h« hÊp phô thuéc vµo nhÞp sinh häc theo thêi gian trong ngµy vµ mét sè yÕu tè ¶nh h­ëng nh­ nhiÖt ®é. (2.15) - BOD lµ mét thµnh phÇn quan träng trong ph­¬ng tr×nh c©n b»ng «xy, biÕn ®æi hµm l­îng BOD theo thêi gian thÓ hiÖn qua biÓu thøc: (2.16) (2.17) 42 - SOD lµ nhu cÇu «xy dïng ®Ó ph©n hñy c¸c hîp chÊt h÷u c¬ líp ®¸y ®­îc m« t¶ riªng biÖt (kh«ng ph¶i lµ c¸c chÊt h÷u c¬ tõ nguån th¶i) vµ chØ phô thuéc vµo nhiÖt ®é vµ nång ®é «xy cã trong n­íc biÓn. (2.18) gi¶i thÝch c¸c ký hiÖu: - V: vËn tèc dßng ch¶y t¹i ®é s©u trung b×nh (m/s) - WV: vËn tèc giã (m/s) - H: ®é s©u (m) - K4: tèc ®é qu¸ tr×nh ®¹m hãa t¹i 20 0C (1/ngµy) - : hÖ sè nhiÖt ®é cho qu¸ tr×nh ®¹m hãa - T: nhiÖt ®é (oC) - DO: nång ®é oxi hßa tan thùc cã trong n­íc biÓn (mg O2/l) - BOD: nång ®é BOD thùc cã trong n­íc biÓn (mg O2/l) - HS_nitr: nång ®é nöa b·o hßa cho qu¸ tr×nh ®¹m hãa (mg O2/l) - Pmax: søc s¶n xuÊt «xy lín nhÊt t¹i thêi ®iÓm gi÷a tr­a (g O2/m 2/day) - F1(H): hµm suy gi¶m ¸nh s¸ng theo ®é s©u - : thêi gian thùc trong mét ngµy liªn quan tíi thêi ®iÓm gi÷a tr­a - : ®é dµi ngµy thùc - : hÖ sè nhiÖt ®é cho qu¸ tr×nh quang hîp - tup,down: thêi gian mÆt trêi mäc, lÆn - R1: tèc ®é h« hÊp cña c¸c sinh vËt tù d­ìng t¹i 20 0C (gO2/m 2/ngµy) - R2: hÖ sè nhiÖt ®é trong qu¸ tr×nh h« hÊp cña c¸c sinh vËt dÞ d­ìng (gO2/m 2/ngµy) - : hÖ sè nhiÖt ®é cho qu¸ tr×nh h« hÊp cña c¸c sinh vËt dÞ d­ìng - K3: h»ng sè ph©n huû c¸c chÊt h÷u c¬ t¹i 20 0C (1/ngµy) - : hÖ sè nhiÖt ®é Arhenius - HS_BOD: nång ®é nöa b·o hßa cho ph©n hñy BOD (mgO2/l) 43 - HS_SOD: nång ®é nöa b·o hoµ cho SOD (mgO2/l) 2.3.2. C¸c hîp phÇn cña Nit¬ Nit¬ cã trong n­íc biÓn ngoµi d¹ng ph©n tö (khÝ N2) cßn tån t¹i trong c¸c hîp chÊt v« c¬ vµ h÷u c¬ kh¸c nhau d­íi d¹ng ph©n tö hay hoµ tan. PhÇn quan träng vµ cã ý nghÜa nhÊt cña c¸c hîp chÊt nit¬ lµ hîp phÇn nit¬ v« c¬ hoµ tan tån t¹i d­íi d¹ng ion amoni (NH4 +), nitrit (NO2 -) vµ nitrat (NO3 -). §©y lµ d¹ng tån t¹i mµ thùc vËt cã thÓ ®ång ho¸ trong qu¸ tr×nh quang hîp ®Ó tæng hîp nªn chÊt h÷u c¬. Trªn thùc tÕ, hÇu hÕt c¸c m« h×nh chÊt l­îng n­íc kh¸c chØ m« pháng hai hîp phÇn chÝnh cña Nit¬ lµ Amoni vµ Nitrat (v× Nitrit chØ xuÊt hiÖn víi nång ®é rÊt nhá vµ chuyÓn ho¸ nhanh chãng qua qu¸ tr×nh ®¹m ho¸), trong tµi liÖu tham kh¶o vÒ c¬ së to¸n häc cña ECO Lab tuy c¶ ba hîp phÇn cña Nit¬ ®Òu ®­îc m« pháng th«ng qua c¸c ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m« t¶ ®Çy ®ñ vµ chi tiÕt c¸c qu¸ tr×nh chuyÓn hãa, nh­ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n sÏ chØ cã hai hîp phÇn chÝnh cña nit¬ v« c¬ hßa tan ®­îc tÝnh ®Õn ®ã lµ amoni vµ nitrat. 2.3.2.1. Amoni (NH4 +) Amoni ®­îc thùc vËt ®ång ho¸ trong qu¸ tr×nh quang hîp vµ chuyÓn thµnh nitrat th«ng qua qu¸ tr×nh ®¹m ho¸. BiÕn ®æi nång ®é Amoni ®­îc biÓu diÔn th«ng qua ph­¬ng tr×nh c©n b»ng sau: (2.19) trong ®ã: - ammonium yield from BOD decay (7): l­îng amoni bæ sung thªm tõ qu¸ tr×nh sö dông «xy ph©n hñy c¸c chÊt h÷u c¬. BiÓu thøc tÝnh to¸n cã d¹ng: (2.20) 44 - transformation of ammonium to nitrate (8): qu¸ tr×nh ®¹m hãa, chuyÓn hãa amoni thµnh nitrat. (2.21) - ammonium uptake by plants (9): qu¸ tr×nh ®ång ho¸ cña thùc vËt (sö dông Amoni) (2.22) - ammonium uptake by bacteria(10): qu¸ tr×nh kho¸ng hãa do vi khuÈn (2.23) - heterotroph (11): h« hÊp cña sinh vËt dÞ d­ìng. (2.24) gi¶i thÝch c¸c ký hiÖu: - YBOD: hµm l­îng nito trong c¸c hîp chÊt h÷u c¬ ®­îc gi¶i phãng sau khi ph©n hñy(mg NH3-N/mgBOD) - UNp: l­îng amoni sö dông trong qu¸ tr×nh ®ång hãa cña thùc vËt (mgN/mgO2)(vµo thêi gian ban ®ªm ®­îc gi¶ thiÕt lµ h»ng sè) - UNb: l­îng amoni sö dông trong qu¸ tr×nh kho¸ng hãa (mgN/mgBOD) - HS_NH3: nång ®é nöa b·o hßa cña nito trong qu¸ tr×nh kho¸ng hãa (mgN/l) 2.3.2.2. Nitrit (NO2 -) BiÓu thøc to¸n cho nitrit trong ECO Lab chØ bao gåm 2 qu¸ tr×nh chñ yÕu mang tÝnh nèi tiÕp nhau trong qu¸ tr×nh ®¹m hãa, ®ã lµ qu¸ tr×nh chuyÓn tõ amoni sang nitrit vµ chuyÓn hãa tõ nitrit sang nitrat. (2.25) 45 trong ®ã: - transformation of ammonia to nitrite (12): qu¸ tr×nh chuyÓn hãa tõ amoni sang nitrit. (12) = (2.26) - transformation of nitrite to nitrate (13): qu¸ tr×nh chuyÓn hãa tõ nitrit sang nitrat. (13) = (2.27) gi¶i thÝch c¸c ký hiÖu: - NH3: nång ®é amoni (mg/l). - NO2: nång ®é nitrit (mg/l) - K5: tèc ®é chuyÓn tõ nitrit sang nitrat t¹i 20 oC (1/ngµy) - : hÖ sè nhiÖt ®é trong qu¸ tr×nh chuyÓn tõ nitri sang nitrat 2.3.2.3. Nitrat (NO3 -) Nitrat lµ mét hîp phÇn quan träng trong c¸c hîp phÇn cña nito v« c¬ hßa tan. C¸c qu¸ tr×nh chñ yÕu tham gia lµm biÕn ®æi nång ®é cña nitrat lµ qu¸ tr×nh chuyÓn hãa tõ nitrit sang nitrat vµ qu¸ tr×nh ®¹m hãa. (2.28) trong ®ã: - denitrification (14): qu¸ tr×nh nghÞch ®¹m hãa (14) = (2.29) gi¶i thÝch c¸c ký hiÖu: - K6: tèc ®é cña qu¸ tr×nh ®¹m hãa (1/ngµy) - : hÖ sè nhiÖt ®é Arrhenius. 46 Trong chu tr×nh cña Nit¬, qu¸ tr×nh ®¹m ho¸ vµ nghÞch ®¹m ho¸ cã vai trß hÕt søc quan träng mµ trong ®ã c¸c d¹ng hîp chÊt cña Nit¬ cã thÓ chuyÓn ho¸ lÉn nhau qua c¸c qu¸ tr×nh sinh ho¸ häc. Qu¸ tr×nh ®¹m ho¸ lµ qu¸ tr×nh Amoni bÞ oxi ho¸ vµ chuyÓn thµnh nitrit vµ cuèi cïng lµ nitrat. Trªn thùc tÕ, v× nitrit lµ s¶n phÈm trung gian, kÐm bÒn v÷ng nªn ®¹m hãa cã thÓ ®­îc biÓu diÔn mét c¸ch ng¾n gän nh­ sau:   HOHNOONH 22 2324 (2.30) Nh­ vËy ®¹m hãa chØ cã thÓ x¶y ra trong ®iÒu kiÖn ­a khÝ. Ngoµi ra qu¸ tr×nh nµy cßn cã sù t¸c ®éng cña c¸c vi khuÈn nitrat ho¸ (hä Bacteriaceae, gièng Nitrocomonas Win trong giai ®o¹n chuyÓn amoni thµnh nitrit vµ hä Bacteriaceae, gièng Nitrobaeter Win trong giai ®o¹n chuyÓn nitrit thµnh nitrat). Theo Bowie cïng nhiÒu ng­êi kh¸c (1985) th× nhãm vi khuÈn trong qu¸ tr×nh ®¹m ho¸ cã ®iÒu kiÖn vÒ m«i tr­êng sèng kh¸ hÑp: trÞ sè pH tõ 7-9.8, nhiÖt ®é tõ 10oC-60oC, nhiÖt ®é tèi ­u lµ 30oC. 2.3.3. Photpho Photpho lµ mét nguyªn tè dinh d­ìng quan träng, cã mÆt trong thµnh phÇn cña c¸c hîp chÊt h÷u c¬ tÝch tr÷ ®­îc nhiÒu n¨ng l­îng dinh d­ìng (c¸c chÊt nµy chØ ®­îc h×nh thµnh khi thùc vËt sö dông photpho). Tuy nång ®é cña photpho trong n­íc biÓn lµ kh¸ nhá bÐ vµ nhu cÇu sö dông photpho cña thùc vËt còng kh«ng nhiÒu (kÐm nit¬ 7 lÇn) nh­ng photpho l¹i trë thµnh yÕu tè giíi h¹n quang hîp v× nång ®é c¸c photphat qu¸ nhá bÐ. Theo Hutchinson (1957) th× ý nghÜa sinh th¸i cña photpho lín h¬n tÊt c¶ c¸c nguyªn tè cã mÆt trong c¬ thÓ sèng. Chu tr×nh photpho ®¬n gi¶n h¬n nhiÒu so víi chu tr×nh Nit¬, trong ®ã c¸c qu¸ tr×nh ph©n huû, bµi tiÕt vµ ®ång ho¸ cña thùc vËt lµ nh÷ng qu¸ tr×nh quan träng. Photpho v« c¬ ë d¹ng c¸c phophat (PO4 3-) ®­îc thùc vËt sö dông trong qu¸ tr×nh ®ång ho¸. C«ng thøc tÝnh photphat cã d¹ng nh­ sau: 47 (2.31) trong ®ã: - phosphorus yield from BOD decay (15): l­îng photpho bæ sung thªm tõ qu¸ tr×nh sö dông oxi ph©n hñy c¸c chÊt h÷u c¬. BiÓu thøc tÝnh to¸n cã d¹ng: (2.32) - (16): qu¸ tr×nh ®ång hãa cña thùc vËt (2.33) - (17): qu¸ tr×nh kho¸ng hãa do vi khuÈn (2.34) gi¶i thÝch c¸c ký hiÖu: - UPp: l­îng photpho ®ång hãa bëi thùc vËt (mgP/mgO2) - UPb: l­îng photpho kho¸ng hãa bëi vi khuÈn (mgP/mgO2) - Y2: hµm l­îng photpho trong vËt chÊt h÷u c¬ d­íi ®¸y (mgP/mgO2) - F(N,P): giíi h¹n dinh d­ìng trong qu¸ tr×nh quang hîp -HS_PO4: nång ®é b¸n b·o hßa cña photpho trong qu¸ tr×nh kho¸ng hãa cña thùc vËt (mgP/l). C¸c gi¸ trÞ ®Çu vµo cña c¸c biÕn sè, c¸c hÖ sè lùa chän cho c¸c qu¸ tr×nh trong m« h×nh ECO Lab sÏ ®­îc tr×nh bµy chi tiÕt trong ch­¬ng 3 cña luËn v¨n. 48 ch­¬ng 3 c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n chÊt l­îng n­íc cho khu vùc vÞnh v©n phong 3.1 KÕt qu¶ tÝnh to¸n module thñy lùc HD 3.1.1. X©y dùng tr­êng ®é s©u vµ t¹o l­íi tÝnh Sè liÖu ®é s©u khu vùc vÞnh V©n Phong ®­îc lÊy tõ H¶i ®å tû lÖ 1:100.000, sè hãa vµ t¹o file d÷ liÖu ®é s©u b»ng phÇn mÒm AcrView 3.2. H×nh 3.1: H¶i ®å khu vùc vÞnh V©n Phong 49 H×nh 3.2: Sè hãa tr­êng ®é s©u khu vùc vÞnh V©n Phong b»ng phÇn mÒm ArcView 3.2 50 ViÖc x©y dùng ®­îc tr­êng ®é s©u mét c¸ch chÝnh x¸c lu«n lµ c«ng viÖc quan träng nhÊt trong qu¸ tr×nh thiÕt lËp vµ quyÕt ®Þnh tíi ®é chÝnh x¸c cña qu¸ tr×nh tÝnh to¸n. D÷ liÖu tr­êng ®é s©u sau khi sè hãa d­íi d¹ng file *.xyz ®­îc ®­a vµo c«ng cô MIKE ZERO trong phÇn mÒm MIKE ®Ó tiÕn hµnh néi suy vµ chia l­íi tÝnh víi b­íc l­íi mçi « ∆x = ∆y = 100m. File ®é s©u sau khi néi suy ®­îc l­u d­íi d¹ng file 2 chiÒu dfs2. KÕt qu¶ x©y dùng tr­êng ®é s©u vÞnh V©n Phong ®­îc thÓ hiÖn qua h×nh d­íi ®©y: H×nh 3.3: Tr­êng ®é s©u khu vùc vÞnh V©n Phong 51 §Ó thuËn tiÖn cho viÖc tÝnh to¸n, miÒn tÝnh trong m« h×nh ®­îc lùa chän trong khu vùc h×nh ch÷ nhËt nh­ trªn h×nh 3.3 víi diÖn tÝch xÊp xØ 45km x 28km, gãc quay so víi h­íng chÝnh B¾c 297o víi b­íc l­íi ∆x = ∆y = 100m. H×nh 3.4: Tr­êng ®é s©u miÒn tÝnh lùa chän cho vÞnh V©n Phong 3.1.2. HiÖu chØnh module thñy lùc HiÖu chØnh m« h×nh lµ b­íc nh»m môc ®Ých t×m sù tho¶ m·n tèt nhÊt gi÷a sè liÖu tÝnh to¸n vµ sè liÖu kh¶o s¸t, qua sù thay ®æi mét sè tham sè trong m« h×nh. Giai ®o¹n nµy cã thÓ ®­îc tiÕn hµnh b»ng c¸ch thö dÇn c¸c tham sè vµ x¸c ®Þnh sai sè, hoÆc lµ sö dông c¸c phÇn mÒm ®· cã s½n ®Ó t×m nh÷ng tham sè cho kÕt qu¶ phï hîp nhÊt gi÷a tÝnh to¸n vµ thùc ®o. Bé sè liÖu ®Ó tiÕn hµnh hiÖu chØnh trong luËn v¨n ®­îc thu thËp tõ chuyÕn kh¶o s¸t khu vùc V©n Phong - §¹i L·nh cña Trung t©m Kh¶o s¸t Nghiªn cøu T­ VÊn M«i tr­êng BiÓn (CMESRC) - ViÖn C¬ häc vµo th¸ng 3/1998 trong khu«n khæ chuyªn ®Ò "§¸nh gi¸ c¸c ®iÒu kiÖn h¶i v¨n vµ m«i tr­êng biÓn phôc vô du lÞch trong quy ho¹ch ph¸t triÓn khu du lÞch V©n Phong - §¹i L·nh" thuéc ®Ò ¸n "Quy ho¹ch tæng thÓ - ph¸t triÓn khu du lÞch V©n Phong - §¹i L·nh ®Õn n¨m 2010" [12]. 52 - D÷ liÖu biªn mùc n­íc: Biªn mùc n­íc trong m« h×nh lµ dao ®éng mùc n­íc thñy triÒu t¹i tr¹m Nha Trang ®­îc ph©n tÝch tõ Ch­¬ng tr×nh ph©n tÝch ®iÒu hßa thñy triÒu CART.EXE n»m trong HÖ thèng ph©n tÝch sè liÖu khÝ t­îng - thñy v¨n biÓn cña Trung t©m §éng lùc vµ M«i tr­êng BiÓn - Tr­êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn - §HQGHN. - D÷ liÖu khÝ t­îng: ë ®©y chñ yÕu lµ sè liÖu vÒ giã (tèc ®é vµ h­íng) ®­îc lÊy theo sè liÖu quan tr¾c t¹i tr¹m Nha Trang do §µi KhÝ t­îng Thñy v¨n Nam Trung Bé cung cÊp theo b¶ng d­íi ®©y: B¶ng 3.1: TÇn suÊt vµ h­íng giã thÞnh hµnh theo th¸ng t¹i Nha Trang B¶ng 3.2: Tèc ®é vµ h­íng giã thÞnh hµnh theo th¸ng t¹i Nha Trang Chuçi sè liÖu mùc n­íc thùc ®o dïng ®Ó hiÖu chØnh ®­îc lÊy t¹i tr¹m ®o liªn tôc ven bê ®Æt t¹i Dèc LÕt tõ 07h00 ngµy 10/3 - 06h00 ngµy 13/3/1998. Chuçi sè liÖu vËn tèc dßng ch¶y dïng ®Ó hiÖu chØnh ®­îc lÊy tõ tr¹m ®o liªn tóc täa ®é 109o13'6E - 12o33'N tõ 07h00 ngµy 10/3 - 07h00 ngµy 16/3/1998. Do sè liÖu thùc ®o cña mùc n­íc vµ vËn tèc dßng kh«ng hoµn toµn b¾t ®Çu vµ kÕt thóc cïng mét thêi ®iÓm nªn thêi gian ch¹y m« h×nh kÐo dµi cho c¶ chuçi sè liÖu, b¾t ®Çu tõ ngµy 10/3 - 16/3/1998 víi b­íc thêi gian ∆t = 30s. - KÕt qu¶ hiÖu chØnh m« h×nh: 53 . Gi¸ trÞ mùc n­íc: H×nh 3.5: So s¸nh mùc n­íc thùc ®o vµ tÝnh to¸n t¹i tr¹m ven bê . Gi¸ trÞ vËn tèc dßng ch¶y: H×nh 3.6: So s¸nh gi¸ trÞ vËn tèc dßng ch¶y thùc ®o vµ tÝnh to¸n víi c¸c hÖ sè Manning kh¸c nhau KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho thÊy sù sai kh¸c vÒ gi¸ trÞ mùc n­íc gi÷a kÕt qu¶ ®o ®¹c vµ tÝnh to¸n chØ vµo kho¶ng 5 - 10cm. Sai sè trung b×nh ±5%, sai sè lín nhÊt 14%. §é lÖch 54 vÒ pha dao ®éng gi÷a mùc n­íc tÝnh to¸n vµ thùc ®o lµ kh«ng ®¸ng kÓ, phï hîp víi biÕn tr×nh dao ®éng cña mùc n­íc thùc ®o. KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho vËn tèc dßng ch¶y nh×n chung kh¸ phï hîp vÒ pha, sai kh¸c vÒ gi¸ trÞ tÝnh vµ thùc ®o vµo kho¶ng 1 - 5cm/s. Sai sè trung ph­¬ng (Root mean square) theo c¸c gi¸ trÞ cña sè Manning M = 32, M = 44, M =66 lÇn l­ît lµ: ±2.8, ±3.7 vµ ±3.04. Nh­ vËy cã thÓ nhËn thÊy gi¸ trÞ vËn tèc víi hÖ sè Manning M = 32 lµ phï h¬p h¬n c¶, ®¶m b¶o sai sè vÒ gi¸ trÞ nhá nhÊt vµ ®é lÖch pha kh«ng qu¸ lín so víi gi¸ trÞ thùc ®o. C¸c gi¸ trÞ sè Manning ë ®©y ®­îc lùa chän trªn c¬ së tham kh¶o tµi liÖu cña m« h×nh MIKE 21 (2007), tµi liÖu cña DELFT Hydraulics vµ kÕt qu¶ tÝnh to¸n thñy lùc cña ®Ò tµi "Nghiªn cøu søc chÞu t¶i, kh¶ n¨ng tù lµm s¹ch cña mét sè thñy vùc nu«i c¸ lång bÌ. lµm c¬ së ph¸t triÓn hîp lý nghÒ nu«i h¶i s¶n ven bê biÓn H¶i Phßng - Qu¶ng Ninh" do ViÖn Nghiªn cøu H¶i s¶n lµm c¬ quan chñ tr× (2006) Nh×n chung kÕt qu¶ tÝnh to¸n gi¸ trÞ mùc n­íc vµ vËn tèc dßng ch¶y lµ kh¸ tèt, sai sè ë møc cã thÓ chÊp nhËn ®­îc. Víi kÕt qu¶ nµy cã thÓ rót ra ®­îc bé hÖ sè dïng ®Ó tÝnh to¸n trong nh÷ng tr­êng hîp kh¸c nhau cña module thñy lùc. B¶ng 3.3. Mét sè tham sè lùa chän tÝnh to¸n trong module thñy lùc HD STT Tham sè §¬n vÞ Gi¸ trÞ lùa chän tÝnh to¸n Gi¸ trÞ tham kh¶o DELFT Gi¸ trÞ tham kh¶o [9] Gi¸ trÞ tham kh¶o MIKE 1 HÖ sè Manning M m1/3s-1 32 38 - 66 34 25 - 44 2 HÖ sè nhít rèi theo c«ngthøc Smagorinsky m2s-1 0.5 0.25 – 1 3 HÖ sè ma s¸t giã bÒ mÆt 0.026 0.026 Sö dông bé hÖ sè thÝch hîp cho module thñy lùc sau khi hiÖu chØnh, häc viªn tiÕn hµnh tÝnh to¸n tr­êng thñy ®éng lùc cho khu vùc vÞnh V©n Phong trong 2 thêi kú giã mïa thÞnh hµnh: §«ng B¾c (NE) - th¸ng 1 vµ §«ng Nam (SE) - th¸ng 7, b­íc thêi gian ∆t = 2.5s. 55 H×nh 3.7: Tr­êng dßng ch¶y th¸ng 1 pha triÒu lªn H×nh 3.8: Tr­êng dßng ch¶y th¸ng 1 pha triÒu xuèng Bøc tranh tr­êng dßng ch¶y trong th¸ng 1 - thêi kú giã mïa §«ng B¾c thÞnh hµnh - cho thÊy: dßng ch¶y vµo vÞnh theo h­íng §«ng B¾c, ®i men theo b¸n ®¶o Hßn 56 Gèm vµ Hßn Lín vÒ phÝa B¾c tíi ®Ønh vÞnh råi ng­îc chiÒu kim ®ång hå däc theo bê phÝa T©y vµ T©y Nam ra ngoµi vÞnh. Trong pha triÒu lªn, tr­êng dßng ch¶y t¹o thµnh c¸c xo¸y nhá ng­îc chiÒu kim ®ång hå t¹i bê phÝa T©y Nam (khu vùc Mü Giang, Hßn Khãi), ®©y lµ n¬i giao nhau cña dßng ch¶y vµo vÞnh vµ dßng ven bê ra khái vÞnh. Trong pha triÒu xuèng, c¸c xo¸y nµy kh«ng xuÊt hiÖn v× dßng ch¶y ®æ ra cã h­íng §«ng Nam lµ chñ ®¹o vµ cã c­êng ®é kh¸ m¹nh. Cã thÓ nhËn thÊy lu«n tån t¹i dßng ch¶y ven bê phÝa T©y vµ T©y Nam vÞnh trong c¶ hai pha triÒu. §iÒu nµy thÓ hiÖn râ ¶nh h­ëng cña giã mïa §«ng B¾c lªn hoµn l­u trong vÞnh khi hoµn l­u th¸ng 1 lu«n cã xu h­íng bÞ "®Èy" vÒ phÝa Nam. Trong khi ®ã, kÕt qu¶ tr­êng dßng ch¶y trong th¸ng 7 l¹i cã xu thÕ ng­îc l¹i. Trong pha triÒu lªn, dßng ch¶y vµo vÞnh theo h­íng §«ng Nam mét c¸ch râ rÖt vµ kh«ng thÊy xuÊt hiÖn c¸c xo¸y nh­ trong th¸ng 1. Khi triÒu xuèng, d­íi ¶nh h­ëng cña giã §«ng Nam vÉn tån t¹i mét dßng c­êng ®é nhá ven bê phÝa T©y Nam nh­ng kh«ng ®ñ m¹nh ®Ó ch¶y lªn phÝa B¾c. Tuy vËy khi dßng ch¶y ®æ ra khái vÞnh giao nhau víi dßng phÝa T©y t¹o thµnh xo¸y nhá ven bê nh­ trong th¸ng 1. H×nh 3.9: Tr­êng dßng ch¶y th¸ng 7 pha triÒu lªn 57 H×nh 3.10: Tr­êng dßng ch¶y th¸ng 7 pha triÒu lªn Nh­ vËy, kÕt qu¶ hiÖu chØnh vµ kÕt qu¶ tÝnh to¸n tr­êng dßng ch¶y trong th¸ng 1 vµ th¸ng 7 cho thÊy module thñy lùc cã thÓ sö dông ®Ó nghiªn cøu vµ tÝnh to¸n cho c¸c qu¸ tr×nh thñy ®éng lùc t¹i vÞnh V©n Phong qua ®ã lµm c¬ së ®Ó ®¸nh gi¸ c¸c yÕu tè m«i tr­êng d­íi t¸c ®éng cña c¸c qu¸ tr×nh ®éng lùc biÓn. 3.2. KÕt qu¶ tÝnh to¸n m« h×nh ECO Lab 3.2.1. Mét sè lùa chän cho m« h×nh tÝnh Nh­ ®· tr×nh bµy ë phÇn më ®Çu, môc tiªu cña luËn v¨n lµ tÝnh to¸n vµ ®¸nh gi¸ mét sè yÕu tè ®Æc tr­ng cho m«i tr­êng biÓn khu vùc nu«i trång thñy s¶n trong vÞnh V©n Phong ®ång thêi víi ®ã lµ ¶nh h­ëng cña c¸c ho¹t ®éng kinh tÕ - x· héi kh¸c lªn khu vùc nu«i. §Ó ®¸nh gi¸ mét c¸ch chÝnh x¸c cÇn ph¶i tÝnh tíi tÊt c¶ c¸c yÕu tè cã t¸c ®éng trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp lªn khu vùc nu«i biÓn. ViÖc tÝnh to¸n mét c¸ch ®Çy ®ñ nh­ vËy lµ rÊt phøc t¹p vµ kh«ng ®ñ ®iÒu kiÖn ®Ó thùc hiÖn trong khu«n khæ mét luËn v¨n cao häc (vÒ sè liÖu, tµi liÖu thùc ®Þa, kinh phÝ…). Do vËy, nh»m gi¶i quyÕt trän vÑn vÊn ®Ò ®Æt ra trong luËn v¨n, häc viªn chØ lùa chän mét sè yÕu tè chñ yÕu cã t¸c ®éng trùc 58 tiÕp nhÊt tíi sù biÕn ®éng cña chÊt l­îng n­íc t¹i khu vùc nu«i trång thñy s¶n nãi riªng vµ trong toµn vÞnh V©n Phong nãi chung. 3.2.1.1. Lùa chän khu vùc nu«i Theo ®iÒu tra hiÖn tr¹ng nu«i trång thñy s¶n trong vÞnh V©n Phong n¨m 2005, ho¹t ®éng nu«i trªn biÓn t¹i ®©y cßn ph©n t¸n vµ r¶i r¸c. MÆc dï vËy cã thÓ chia lµm 4 khu vùc chÝnh víi c¸c quy m« nu«i kh¸c nhau lµ: khu vùc L¹ch Cæ Cß, khu vùc ®¶o gi÷a vÞnh khu vùc Xu©n Tù vµ khu vùc §Çm M«n - L¹ch Cöa BÐ. Theo kh¶o s¸t thùc tÕ, t×nh h×nh nu«i biÓn trong vÞnh lµ kh¸ biÕn ®éng. Ngoµi khu vùc Xu©n Tù (ThÞ trÊn V¹n Gi· - huyÖn V¹n Ninh), c¶ 3 khu vùc cßn l¹i ®Òu cã sù biÕn ®éng lín vÒ quy m« nu«i, sè l­îng lång bÌ cã thÓ gi¶m ®i nhanh chãng do dÞch bÖnh, lµm theo thêi vô hay thËm chÝ do chÝnh quy ho¹ch vÒ ph¸t triÓn khu kinh tÕ tæng hîp t¹i vÞnh V©n Phong lµm cho c¸c hé nu«i ph¶i di dêi lång sang khu vùc kh¸c. ViÖc x¸c ®Þnh khu vùc nu«i lµ mét trong nh÷ng b­íc quan träng nh»m x¸c ®Þnh d÷ liÖu ®Çu vµo, ph¹m vi vµ kh«ng gian ®¸nh gi¸, ph©n tÝch chñ yÕu cña m« h×nh. Ngoµi ra, c¸c khu vùc nu«i lång bÌ trªn biÓn cßn chÝnh lµ nh÷ng nguån th¶i c¸c hîp phÇn dinh d­ìng ra m«i tr­êng n­íc trong vÞnh. Do vËy, khi thiÕt lËp m« h×nh tÝnh to¸n chÊt l­îng n­íc cho vÞnh V©n Phong, viÖc lùa chän khu vùc nu«i ph¶i ®¶m b¶o tÝnh æn ®Þnh (®Ó cã thÓ xem nh­ mét nguån th¶i liªn tôc), tÝnh ®¹i diÖn cho toµn vÞnh, ¶nh h­ëng réng tíi m«i tr­êng n­íc xung quanh ®ång thêi còng bÞ t¸c ®éng bëi c¸c yÕu tè kh¸c. Trªn c¬ së ®ã vµ c¨n cø vµo hiÖn tr¹ng nu«i trång thñy s¶n trong vÞnh, häc viªn ®· lùa chän 2 khu vùc nu«i chÝnh ®Ó ®­a vµo m« h×nh. §ã lµ: 1. Khu vùc Xu©n Tù víi diÖn tÝch nu«i biÓn ®¹t 391ha víi 714 lång, 62 bÌ, ®èi t­îng nu«i chñ yÕu lµ t«m hïm, èc h­¬ng vµ trai ngäc. §©y lµ khu vùc nu«i æn ®Þnh nhÊt trong 4 khu vùc, Ýt cã biÕn ®éng vÒ quy m« nu«i. H¬n n÷a trong phª duyÖt vÒ quy ho¹ch kh«ng gian ph¸t triÓn khu kinh tÕ tæng hîp V©n Phong ®Õn n¨m 2020 th× kh«ng gian cho ph¸t triÓn ngµnh nu«i trång thñy s¶n kÐo dµi tõ Xu©n Tù tíi Hßn Khãi vÒ phÝa T©y Nam. Nh­ vËy, viÖc ®¸nh gi¸ t¸c ®éng cña 59 ho¹t ®éng nu«i biÓn cho khu vùc nµy cßn cã ý nghÜa vÒ l©u dµi trong quy ho¹ch ph¸t triÓn kinh tÕ chung cña vÞnh. 2. Khu vùc l¹ch Cæ Cß víi diÖn tÝch nu«i biÓn ®¹t 565,33ha víi 2433 lång, 154 bÌ nu«i phæ biÕn t«m hïm, èc h­¬ng vµ trai ngäc. ViÖc lùa chän khu vùc l¹ch Cæ Cß dùa trªn nh÷ng c¬ së sau: 1) §©y lµ khu vùc cã quy m« nu«i biÓn lín nhÊt toµn vÞnh (theo ®iÒu tra hiÖn tr¹ng n¨m 2005) nªn viÖc ®¸nh gi¸ chÊt l­îng n­íc lµ cÇn thiÕt; 2) VÞ trÝ ®Æt lång nu«i kh¸ kÝn, l­u th«ng víi khèi n­íc toµn vÞnh qua hai cöa kh¸ hÑp nªn cÇn ph¶i nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña chÕ ®é thñy ®éng lùc ®èi víi sù lan truyÒn nguån th¶i; 3) Vïng l¹ch Cæ Cß còng n»m trong quy ho¹ch ph¸t triÓn nu«i trång thñy s¶n, cã vÞ trÝ gÇn víi quy ho¹ch khu du lÞch b·i t¾m ë V¹n Th¹nh - V¹n Thä vµ c¶ng trung chuyÓn quèc tÕ ë §Çm M«n. Do ®ã, ®©y lµ khu vùc cã kh¶ n¨ng t¸c ®éng tíi chÊt l­îng n­íc phôc vô cho c¸c ngµnh kinh tÕ kh¸c trong vÞnh. Nh­ vËy, 2 khu vùc nu«i chÝnh ®­îc lùa chän ®Ó ®­a vµo m« h×nh tÝnh ®ã lµ khu vùc nu«i lång bÌ ë Xu©n Tù (ThÞ trÊn V¹n Gi· - huyÖn V¹n Ninh) vµ khu vùc l¹ch Cæ Cß. Bªn c¹nh môc ®Ých ®¸nh gi¸ c¸c yÕu tè m«i tr­êng t¹i 2 khu vùc nu«i nãi trªn, häc viªn cßn muèn so s¸nh møc ®é bÞ ¶nh h­ëng bëi chÕ ®é thñy ®éng lùc hay sù t¸c ®éng cña c¸c yÕu tè kh¸c tíi c¸c khu vùc nu«i trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n lan truyÒn c¸c hîp phÇn dinh d­ìng nh»m t×m ra vÞ trÝ nu«i thÝch hîp h¬n trong 2 khu vùc ®­îc lùa chän. 3.2.1.2 Lùa chän nguån ph¸t th¶i Theo [13] th× t¹i khu vùc V©n Phong cã thÓ x¸c ®Þnh c¸c häat ®éng kinh tÕ cã thÓ h×nh thµnh nªn nguån th¶i ven bê vÞnh bao gåm: 1. Nu«i trång thñy s¶n (gåm c¶ nu«i ven bê vµ nu«i biÓn) 2. Khai th¸c kho¸ng s¶n. 3. C¸c häat ®éng du lÞch biÓn 4. C¶ng biÓn – c«ng nghiÖp 60 5. L­îng th¶i tõ n­íc th¶i sinh ho¹t cña ng­êi d©n c¸c x· ven bê vÞnh, tõ c¸c con s«ng trong ®Êt liÒn ®æ ra… §èi víi häat ®éng nu«i trång thñy s¶n th× l­îng ph¸t th¶i chñ yÕu lµ tõ chÝnh hÖ thèng lång nu«i (thøc ¨n thõa trong qu¸ tr×nh nu«i, chÊt th¶i sinh ho¹t cña ng­êi d©n sinh sèng trªn bÌ næi...). Trong khi ®ã, c¸c häat ®éng kinh tÕ kh¸c l­îng th¶i chñ yÕu ®Õn tõ n­íc th¶i sinh ho¹t vµ n­íc th¶i s¶n xuÊt c«ng nghiÖp. Lùa chän nguån ph¸t th¶i cÇn c¨n cø vµo ®é æn ®Þnh cña nguån vµ møc ®é ¶nh h­ëng cña chóng ®èi víi m«i tr­êng n­íc trong vÞnh. Qua t×m hiÓu thùc tÕ vµ dùa vµo bé sè liÖu cã ®­îc, häc viªn nhËn thÊy r»ng häat ®éng du lÞch vµ khai th¸c kho¸ng s¶n trong vÞnh V©n Phong cßn nhá lÎ vµ ch­a thËt æn ®Þnh. Do vËy, c¸c nguån th¶i chÝnh ®­îc lùa chän trong m« h×nh gåm: 1. Nguån th¶i tõ khu vùc nu«i trång thñy s¶n t¹i Xu©n Tù vµ l¹ch Cæ Cß 2. Nguån th¶i tõ nhµ m¸y ®ãng tµu Huyndai – Vinashin. §©y lµ nhµ m¸y cã c«ng suÊt kh¸ lín häat ®éng víi l­îng n­íc th¶i s¶n xuÊt víi hµm l­îng c¸c chÊt g©y « nhiÔm cao lµ t­¬ng ®èi ®¸ng kÓ (40.000l/ngµy ®ªm). 3. Nguån th¶i tõ n­íc th¶i sinh ho¹t cña d©n c­ t¹i ThÞ trÊn V¹n Gi·. §©y lµ thÞ trÊn tËp trung ®«ng d©n c­ sinh sèng nhÊt trong vÞnh V©n Phong, do ®ã l­îng ph¸t th¶i tõ n­íc th¶i sinh ho¹t lµ rÊt lín. H¬n n÷a viÖc lùa chän nguån th¶i t¹i ®©y cßn nh»m môc ®Ých xem xÐt t¸c ®éng cña nguån th¶i sinh ho¹t tíi khu vùc nu«i trång thñy s¶n ë Xu©n Tù. 3.2.2. Sè liÖu ®Çu vµo cña m« h×nh 3.2.2.1. Nång ®é nÒn ban ®Çu vµ nång ®é t¹i biªn cña c¸c yÕu tè tÝnh to¸n §Ó thiÕt lËp nång ®é nÒn cho c¸c yÕu tè, luËn v¨n sö dông bé sè liÖu kh¶o s¸t th¸ng 6/2005 cña ®Ò tµi "Tæng quan hiÖn tr¹ng m«i tr­êng nguån lîi vµ nh÷ng t¸c ®éng cña c¸c ho¹t ®éng kinh tÕ t¹i vÞnh V©n Phong - Bªn Gái" do Héi Khoa häc kü thuËt BiÓn Kh¸nh Hßa thùc hiÖn. B¶ng 3.4. Sè liÖu kh¶o s¸t c¸c yÕu tè m«i tr­êng t¹i vÞnh V©n Phong 6/2005 [10] 61 Kinh độ Vĩ độ Trạm DO (mgO2/l ) BOD5 (mgO2/l) NO2 -- N (g/l) NO3 --N (g/l) NH4 +-N (g/l) PO4-P (g/l) 109,1652 12,3052 1 5,2 1,07 1,15 98 3,1 0,6 109,1917 12,3230 2 4,63 0,17 0,34 156 2,8 0,5 109,2150 12,3395 3 5,38 0,99 0,46 45 3,7 0,7 109,1611 12,3738 4 5,13 1 0,68 61 2,8 1,5 109,1359 12,3898 5 5,26 1,23 0,72 79 9,8 8,2 109,1706 12,4259 6 5,08 1,15 2,11 28 8,3 4,7 109,2017 12,4574 7 4,94 0,73 2,68 176 14,7 2,8 109,2159 12,4259 8 6,06 1,95 3,18 45 11,3 5,3 109,1876 12,3948 9 4,63 0,27 3,38 134 2,8 7,7 109,2104 12,3807 10 4,63 0,51 2,27 90 1,9 7,6 109,2264 12,3902 11 5,53 1,43 1,71 45 46 6,4 109,2379 12,3976 12 4,94 0,65 1,12 31 7,8 6,6 Nång ®é nÒn ban ®Çu cña c¸c yÕu tè sÏ ®­îc néi suy tõ gi¸ trÞ thùc ®o t¹i 12 tr¹m. Nång ®é t¹i biªn láng trong m« h×nh ®­îc lÊy t¹i tr¹m ®o 12, gi¸ trÞ nång ®é t¹i biªn ®­îc thÓ hiÖn qua b¶ng d­íi ®©y: B¶ng 3.5: Gi¸ trÞ nång ®é c¸c yÕu tè t¹i biªn YÕu tè BOD DO NH4 + NO3 - PO4 3- Gi¸ trÞ 0.65 (mgO2/l) 4.94 (mgO2/l) 0.0078 (mgN-NH4 +/l) 0.031 (mgN-NO3 -/l) 0.0066 (mgP-PO4 3-/l) 62 H×nh 3.11: S¬ ®å 12 tr¹m ®o trong ®ît kh¶o s¸t th¸ng 6/2005 [10] 3.2.2.2. Nång ®é ban ®Çu t¹i c¸c nguån ph¸t th¶i Nång ®é cña c¸c hîp chÊt dinh d­ìng ®­îc lÊy tõ c¸c tÝnh to¸n vÒ l­îng ph¸t th¶i cho tõng nguån th¶i cô thÓ. Trong tr­êng hîp kh«ng x¸c ®Þnh ®­îc nång ®é c¸c yÕu tè tõ nguån th¶i, luËn v¨n sö dông gi¸ trÞ ®o t¹i tr¹m ®o gÇn nhÊt ®Ó lµm gi¸ trÞ ®Çu vµo. - Khu vùc nu«i trång thñy s¶n: C¸c chÊt « nhiÔm chñ yÕu trong ho¹t ®éng nu«i trång thñy s¶n lµ N, P vµ chÊt h÷u c¬. §Ó tÝnh to¸n t¶i l­îng c¸c chÊt « nhiÔm, ®èi t­îng nu«i ®­îc chän lµ t«m hïm vµ èc h­¬ng v× qua kh¶o s¸t cho thÊy: ®©y lµ c¸c ®èi t­îng ®ãng gãp vµo qu¸ tr×nh g©y « nhiÔm nhiÒu nhÊt. B¶ng 3.6: HÖ sè ph¸t th¶i N cña ho¹t ®éng nu«i t«m hïm vµ èc h­¬ng [14] STT §èi t­îng nu«i HÖ sè ph¸t th¶i (g/kg th­¬ng phÈm) 1 T«m hïm 200 63 2 ¤c h­¬ng 81 Lượng cho ăn hàng ngày từ 15 – 20% trọng lượng đàn tôm. Như vậy, cứ 1.000 con tôm loại 0,8 - 1kg/con, mỗi ngày ăn khoảng 150 – 200 kg thức ăn tạp. Tải lượng ô nhiễm từ hoạt động nuôi tôm hùm được tính toán theo kết quả trong Bảng 1.7 dưới đây. Bảng 3.7. Tải lượng ô nhiễm của hoạt động nuôi tôm hùm [14] Khu vực nuôi Số lồng Sản lượng (kg0 N (tấn) Khu vực Lạch Cổ Cò 2433 194640 38,928 Khu vực ven đảo giữa vịnh (Hòn Vung – Bịp – Mao) 2101 168080 33,616 Khu vực ven bờ Xuân Tự 714 57120 11,424 Khu vực Đầm Môn, Lạch Cửa Bé, ven bờ Vạn Thọ – Vạn Thạnh 2264 181120 36,224 Ta cã thÓ x¸c ®Þnh nång ®é cña c¸c hîp phÇn dinh d­ìng cña N dùa vµo t¶i l­îng « nhiÔm tÝnh to¸n cho tõng khu vùc theo b¶ng 3.6. VÒ tû lÖ gi÷a c¸c hîp phÇn cña N, luËn v¨n sö dông sè liÖu ®o t¹i tr¹m gÇn nhÊt víi nguån th¶i ®Ó tÝnh tû lÖ (t­¬ng ®èi) gi÷a c¸c hîp phÇn. (®èi víi khu Xu©n Tù lµ tr¹m sè 6, l¹ch Cæ Cß lÊy gi¸ trÞ tõ tr¹m 10). B¶ng 3.8: Gi¸ trÞ nång ®é ban ®Çu t¹i c¸c khu vùc nu«i trång thuû s¶n STT YÕu tè Xu©n Tù L¹ch Cæ Cß 1 BOD (mgO2/l) 1.15 0.51 2 DO (mgO2/l) 5.08 4.63 3 NH4 + ( mgN-NH4 +/l) 33 41 4 NO3 - ( mgN-NH4 +/l) 41 54 5 PO4 3- (mgP-PO4 3-/l) 0.0047 0.0076 64 - Nguån th¶i t¹i nhµ m¸y ®ãng tµu Huyndai - Vinashin. L­îng th¶i c¸c chÊt g©y « nhiÔm ë ®©y cã trong 2 nguån chñ yÕu: n­íc th¶i sinh ho¹t cña 4380 c«ng nh©n ®ang lµm viÖc t¹i ®©y vµ l­îng n­íc th¶i s¶n xuÊt (kho¶ng 40.000l/ngµy ®ªm). §èi víi n­íc th¶i s¶n xuÊt, viÖc x¸c ®Þnh t¶i l­îng cña c¸c chÊt « nhiÔm ra m«i tr­êng vÞnh lµ kh¸ khã kh¨n. Theo [14] th× viÖc x¸c ®Þnh t¶i l­îng c¸c chÊt « nhiÔm t¹i nhµ m¸y ®ãng tµu c¨n cø vµo số liệu của Hàn Quốc đối với các nhà máy sửa chữa tàu biển thì nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất như sau: Bảng 3.9: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất nhà máy sửa chữa tàu biển tương tự như HVS (nhà máy của Hàn Quốc) Giá trị Yếu tố Đơn vị Trung bình Cực đại pH - 6,8 – 7,8 5,8 – 8,6 BOD mgO2/l 90 120 Chất rắn lơ lửng TSS mg/l 110 150 Dầu mỡ khoáng mg/l 3 5 §èi víi n­íc th¶i sinh ho¹t, nước thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên nhà máy chủ yếu chứa các chất cặn bã, các chất lơ lửng (SS), các hợp chất hữu cơ (BOD/COD), các chất dinh dưỡng (N, P) và các vi sinh vật. Việc tính toán tải lượng ô nhiễm dựa vào tài liệu của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đánh giá cho nước thải sinh hoạt, có hệ số ô nhiễm của các chất như sau: Bảng 3.10. Hệ số ô nhiễm các chất từ nước thải sinh hoạt, WHO [14] STT Yếu tố Hệ số (g/người.ngày) 1 BOD5 45 – 54 2 COD 72 – 102 5 Amôni 3,6-7,2 6 Tổng Nitơ 6 – 12 65 7 Tổng Photpho 0,6 - 4,5 Ví dụ: để tính tải lượng ô nhiễm của BOD5 : BOD5 tối thiểu (kg/ng.đ) = Dân Số (người) x 45 (g/người.ngày) ÷ 10 3 BOD5 tối đa (kg/ng.đ) = Dân Số (người) x 54 (g/người.ngày) ÷10 3 Trong quá trình hoạt động sản xuất, nước thải sinh hoạt tổng cộng tạo ra khoảng : 150 lít/ng.ngđ x 4380 = 657000 l/ngày, tức 657 m3/ngày. Bảng dưới đây cung cấp các tải lượng ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt từ nhà máy HVS theo cách tính toán trên: Bảng 3.11: Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt của nhà máy HVS Tải lượng ô nhiễm (kg/ngđ) STT Yếu tố Lượng nước thải (l/ngày.đêm) Tối thiểu Tối đa 1 BOD5 657000 197 237 5 NH4 + 657000 16 18 Từ bảng trên, ta có thể tính ra nồng độ của các chất ô nhiễm tại vị trí nguồn thải nhà máy đóng tàu Huyndai - Vinashin. B¶ng 3.12: Gi¸ trÞ nång ®é ban ®Çu t¹i nhµ m¸y Huyndai - Vinashin STT YÕu tè Gi¸ trÞ 1 BOD (mgO2/l) 282 2 DO (mgO2/l) 4.63 3 NH4 + ( mgN-NH4 +/l) 0.028 4 NO3 - ( mgN-NH4 +/l) 25 5 PO4 3- (mgP-PO4 3-/l) 0.0005 66 - Nguồn thải tại Thị trấn Vạn Giã. Lượng thải ở đây chủ yếu là từ nguồn nước thải sinh hoạt của dân cư. Dựa vào bảng 3.10 có thể tính được tải lượng của các chất tại thị trấn Vạn Giã khi biết dân số năm 2005 của Vạn Giã là 19867 người. Để tính lượng nước thải sinh hoạt tại Vạn Giã, theo [] nhu cầu cấp nước sinh hoạt cho dân cư đô thị là 100 l/người.ngày, trong đó lượng nước thải sẽ chiếm 80%. Như vậy, lưu lượng nước thải tại khu vực Vạn Giã (m3/ng.đ) = Dân số (người) x 100 x 80% (l/người.ng.đ) ÷ 1000. Bảng 3.13: Tải lượng các chất ô nhiễm tại Thị trấn Vạn Giã [14] Tải lượng ô nhiễm (tấn/ngđ) STT Yếu tố Lượng nước thải (l/ngày.đêm) Tối thiểu Tối đa 1 BOD5 1589360 1.884 2.261 5 NH4 + 1589360 0.151 0.301 B¶ng 3.14: Gi¸ trÞ nång ®é ban ®Çu t¹i khu vùc thÞ trÊn V¹n Gi· STT YÕu tè Gi¸ trÞ 1 BOD (mgO2/l) 562 2 DO (mgO2/l) 4.94 3 NH4 + ( mgN-NH4 +/l) 0.0147 4 NO3 - ( mgN-NH4 +/l) 45 5 PO4 3- (mgP-PO4 3-/l) 0.0028 3.2.3. Kết quả tính toán 3.2.3.1. Phương án 1: tính toán lan truyền và biến đổi nồng độ của các yếu tố môi trường với bộ số liệu hiện tại 67 Hình 3.12: Nồng độ DO sau 1 ngày Hình 3.13: Nồng độ DO sau 4 ngày 68 Hình 3.14: Nồng độ DO sau 8 ngày Hình 3.14: Nồng độ DO sau 12 ngày 69 Hình 3.15: Nồng độ DO sau 16 ngày Ở những thời điểm ban đầu, nồng độ DO tại các nguồn thải rất thấp do nước thải từ các hộ dân cư và từ nhà máy Hyundaivinashin. Sau một thời gian, do ảnh hưởng của triều, hướng gió và dòng chảy, chất ô nhiễm có xu hướng lan rộng và di chuyển dần về hướng Tây Nam men theo đường bờ. Kết quả là chỉ sau 4 ngày, nồng độ DO ở những khu vực xung quanh điểm nguồn thải đều giảm dần. Nếu nồng độ DO cao nhất ở ngoài biển là 5.8-7mg/l thì trong bờ nồng độ DO thường là dưới 5.6mg/l. Riêng ở ven bờ và đặc biệt là tại các nguồn thải nồng độ DO rất thấp, trung bình từ 1-2.6mg/l, có nơi nồng độ xuống dưới 1mg/l. Ở những khu vực xung quanh điểm thải nồng độ cao hơn nhưng chỉ dao động từ 3.2-5.1mg/l - Kết quả phân bố và lan truyền nồng độ BOD: 70 Hình 3.16: Nồng độ BOD sau 1 ngày Hình 3.17: Nồng độ BOD sau 4 ngày 71 Hình 3.17: Nồng độ BOD sau 8 ngày Hình 3.18: Nồng độ BOD sau 12 ngày 72 Hình 3.19: Nồng độ BOD sau 16 ngày Ngược lại với trạng thái oxy hòa tan, vào thời điểm đầu, nồng độ BOD tại bờ biển, đặc biệt là các cụm dân cư(điểm nguồn thải) rất cao. Sau một thời gian, dưới ảnh hưởng của triều, gió và dòng chảy, chất ô nhiễm lan dần ra biển và những khu vực xung quanh điểm nguồn thải nên nồng độ BOD tại các khu vực này bắt đầu tăng dần. Nếu nồng độ BOD ngoài biển thường dao động trong khoảng từ 0.1-0.8mg/l thì nồng độ ở gần bờ dao động từ 5-trên 50mg/l. Ở những khu vực xa bờ hơn, nồng độ có thấp hơn nhưng cũng biến thiên trong từ 0.8-5mg/l. Tại bờ, nồng độ BOD rất cao, trung bình từ 10-50mg/l, có những nơi nồng độ từ 50mg/l – 100mg/l. Nếu so với tiêu chuẩn TCVN 5945-1995 thì chất lượng nước trung bỉnh ở ven bờ vịnh Vân Phong chỉ ở tiêu chuẩn loại B (Nồng độ BOD <50mg/l), một số nơi ở loại C (nồng độ BOD < 100mg/l). Riêng ở khu vực nhà máy Hyundaivinashin, nồng độ thường khá cao từ 10- 50mg/l. 73 Khi thủy triều lên, nồng độ tăng từ 1-5mg/l. Khi thủy triều rút, nồng độ giảm từ 1-4mg/l. Riêng ở sát bờ, nồng độ BOD rất ít thay đổi, thường vẫn ở mức cao từ 10- 50mg/l. - Kết quả phân bố và lan truyền nồng đọ NO3 -: Hình 3.20: Nồng độ NO3 - sau 1 ngày 74 Hình 3.21: Nồng độ NO3 - sau 4 ngày 75 Hình 3.22: Nồng độ NO3 - sau 8 ngày Hình 3.23: Nồng độ NO3 - sau 12 ngày 76 Hình 3.24: Nồng độ NO3 - sau 16 ngày Nång ®é Nitrat t¹i c¸c nguån th¶i ban ®Çu lµ kh¸ cao, tõ 1-2 mgN/l cã n¬i v­ît h¬n 2mgN/l. C¸c ngµy tiÕp sau, do ¶nh h­ëng cña chÕ ®é dßng ch¶y nªn Nitrat t¹i c¸c nguån lan ra xung quanh ®Æc biÖt lµ t¹i khu vùc nu«i thñy s¶n ë Xu©n Tù vµ nguån th¶i sinh ho¹t tõ thÞ trÊn V¹n Gi· t¹o thµnh mét vïng cã nång ®é kh¸ cao (kho¶ng10 km2) trªn d­íi 0.2 mgN/l. Sau 8 ngµy, qu¸ tr×nh lan truyÒn Nitrat ®· dÇn æn ®Þnh. §Õn ngµy thø 16, ph©n bè nång ®é Nitrat theo h­íng gi¶m dÇn tõ trong ra ngoµi cöa vÞnh. Nång ®é t¹i c¸c nguån th¶i duy tr× ë møc 1 - 1.4 mgN/l - KÕt qu¶ ph©n bè vµ lan truyÒn NH4 + 77 Hình 3.25: Nồng độ NO3 - sau 4 ngày Hình 3.24: Nồng độ NO3 - sau 16 ngày 78 Hình 3.26: Nồng độ NO3 - sau 8 ngày Hình 3.27: Nồng độ NO3 - sau 12 ngày 79 Hình 3.28: Nồng độ NO3 - sau 16 ngày Tại vị trí các nguồn thải, nồng độ Amoni có giá trị lớn nhất, trung bình dao động từ 0.7-2mg/l, có những nơi nồng độ vượt 2mg/l. Do quá trình lan truyền ô nhiễm nên sau một thời gian nồng độ Amoni ở những khu vực xung quanh nguồn thải cũng tăng lên đáng kể (từ 0.009mg/l đến 0.05mg/l). Ở những nơi xa bờ nồng độ cũng lên tới 0.1-0.2mg/l. Nhìn chung nồng độ Amoni ở ven bờ vịnh Vân Phong từ 0.2-0.3mg/l. Ở những nơi xa bờ hơn, nồng độ có thể thấp hơn 1mg/l. Riêng tại vị trí các nguồn thải và xung quanh khu vực nguồn thải nồng độ rất cao lên đến 2mg/l. So với TCVN 5945-1995 thì chất lượng nước trung bình ở ven bờ vịnh Vân Phong chỉ đạt tiêu chuẩn loại B. Riêng ở các điểm nguồn thải chất lượng nước chỉ đạt loại C. NhËn xÐt chung: - Qua kÕt qu¶ tÝnh to¸n cã thÓ nhËn thÊy: m« h×nh ®· m« pháng kh¸ tèt qu¸ tr×nh lan truyÒn vµ biÕn ®æi nång ®é cña c¸c yÕu tè quan t©m. H­íng lan truyÒn còng trïng víi h­íng cña dßng ch¶y ven bê T©y Nam vÞnh vµo thêi kú giã §«ng Nam b¾t ®Çu thÞnh hµnh t¹i V©n Phong. 80 - Nång ®é t¹i c¸c nguån th¶i lµ kh¸ cao, sau mét thêi gian lan truyÒn do ¶nh h­ëng cña tr­êng ®éng lùc trong vÞnh hÇu hÕt ®Òu t¹o ra nh÷ng vïng (kho¶ng 10km2) cã nång ®é trªn møc trung b×nh ë xung quanh nguån th¶i. - Áp dụng tiêu chuẩn cho chất lượng nước ven bờ thì có thể thấy rằng tuy nồng độ các yếu tố vẫn còn nằm trong giới hạn cho phép nhưng những khu vực ven bờ đã có dấu hiệu suy giảm về chất lượng nước. Đây là điều cần được chú ý nhằm có được sự quy hoạch hợp lý về phát triển kinh tế trong vịnh. 3.2.3.2. Ph­¬ng ¸n 2: So s¸nh vÞ trÝ ®Æt lång nu«i gi÷a khu vùc Xu©n Tù vµ L¹ch Cæ Cß Trong ph­¬ng ¸n nµy, häc viªn tÝnh to¸n cho nguån l¹ch Cæ Cß ®Ó thÊy møc ®é hîp lý trong viÖc ®Æt lång nu«i ë 2 khu vùc lùa chän. §©y lµ ®iÒu hÕt søc cÇn thiÕt phôc vô cho viÖc qu¶n lý vµ quy ho¹ch hîp lý khu vùc nu«i. Nồng độ NO3 sau 1 ngày Nồng độ NO3 sau 4 ngày 81 Nồng độ NO3 sau 8 ngày Nồng độ NO3 sau 12 ngày Nồng độ NO3 sau 16 ngày H×nh 3.29: So s¸nh kÕt qu¶ lan truyÒn gi÷a 2 khu vùc Xu©n Tù vµ L¹ch Cæ Cß KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho thÊy: thêi ®iÓm ban ®Çu, nguån th¶i ë L¹ch Cæ Cß còng cho gi¸ trÞ Nitrat kh¸ cao tõ 1 -2 mgN/l, thËm chÝ cã n¬i nång ®é nitrat lín h¬n ë khu vùc Xu©n Tù. §iÒu nµy lµ hîp lý bëi quy m« nu«i ë khu vùc L¹ch Cæ Cß lín nhÊt trong toµn vÞnh. Tuy nhiªn sau mét thêi gian, do ¶nh h­ëng cña chÕ ®é ®éng lùc vµ nguån th¶i tõ thÞ trÊn V¹n Gi·, c¶ khu vùc nu«i ë Xu©n Tù ®· h×nh thµnh mét vïng cã nång ®é nitrat trªn 1mgN/l víi ph¹m vi kh¸ réng. Trong khi ®ã t¹i L¹ch Cæ Cß, do n»m ë vÞ trÝ kh¸ kÝn nªn qu¸ tr×nh lan truyÒn kh«ng diÔn ra m¹nh mÏ, vïng cã nång ®é nitrat cao chØ n»m trong ph¹m vi hÑp vµ hÇu nh­ "®øng yªn". Nh­ vËy, cã thÓ thÊy r»ng, khu vùc nu«i ë Xu©n Tù chÞu ¶nh h­ëng nhiÒu tõ chÕ ®é ®éng lùc biÓn vµ chÊt th¶i sinh ho¹t tõ thÞ trÊn V¹n Gi· trong khi vïng L¹ch Cæ Cß qu¸ tr×nh lan truyÒn diÔn ra kh«ng m¹nh mÏ cho thÊy kh¶ n¨ng t¸c ®éng tíi khu du lÞch t¹i V¹n Th¹nh lµ rÊt Ýt. 82 3.2.3.3. Ph­¬ng ¸n 3: T¨ng quy m« nu«i t¹i c¸c khu vùc nu«i T¨ng quy m« nu«i víi môc ®Ých thö nghiÖm kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña thñy vùc. Theo ®ã khu vùc Xu©n Tù t¨ng gÊp 3 lÇn sè lång nu«i, khu vùc L¹ch Cæ Cß t¨ng gÇn 2 lÇn (theo quy ho¹ch ®Õn n¨m 2010 do ViÖn H¶i d­¬ng häc ®Ò xuÊt). Sau khi tÝnh to¸n víi tr­êng hîp t¨ng quy m« nu«i, häc viªn ¸p dông tiªu chuÈn chÊt l­îng n­íc ven bê ®Ó so s¸nh vµ kÕt luËn vÒ xu thÕ biÕn ®æi cña c¸c yÕu tè m«i tr­êng, møc ®é ¶nh h­ëng cña chóng tíi m«i tr­êng n­íc trong vÞnh tr­íc vµ sau khi t¨ng quy m«. a, b, H×nh 3.17: KÕt qu¶ la truyÒn Nitrat sau 1 ngµy; 3.17 a, tr­íc khi t¨ng; 3.17b sau khi t¨ng a, b, H×nh 3.18: KÕt qu¶ la truyÒn Nitrat sau 4 ngµy; 3.18 a, tr­íc khi t¨ng; 3.18b sau khi t¨ng 83 a, b, H×nh 3.19: KÕt qu¶ la truyÒn Nitrat sau 8 ngµy; 3.19 a, tr­íc khi t¨ng; 3.19b sau khi t¨ng Qua kÕt qu¶ trªn c¸c h×nh 3.17, 3.18 vµ 3.19 cho thÊy: viÖc t¨ng quy m« nu«i lªn ë tõng khu vùc nu«i ®· lµm cho nång ®é c¸c hîp chÊt (ë ®©y cô thÓ lµ Nitrat) t¨ng lªn râ rÖt. T¹i Xu©n Tù vµ l¹ch Cæ Cß nång ®é nitrat dao ®éng tõ 2 - 4mgN/l. Bªn c¹nh ®ã còng nhËn thÊy r»ng, vïng cã nång ®é nitrat cao trong tr­êng hîp t¨ng quy m« nu«i t¹i 2 khu vùc nu«i cã ph¹m vi réng h¬n, lan truyÒn ra xa h¬n (gÇn tíi cöa vÞnh) so víi tr­êng hîp kh«ng t¨ng quy m« nu«i. VÒ gi¸ trÞ nång ®é Nitrat so víi tiªu chuÈn chÊt l­îng n­íc, nh×n chung gi¸ trÞ nitrat tuy cao h¬n nh­ng vÉn n»m trong giíi h¹n cho phÐp phôc vô cho môc ®Ých nu«i trång thñy s¶n. Do vËy, cã thÓ nãi r»ng khi t¨ng quy m« nu«i lªn theo quy ho¹ch ph¸t triÓn th× chÊt l­îng m«i tr­êng n­íc vÞnh V©n Phong vÉn ®­îc ®¶m b¶o tuy nhiªn mét lÇn n÷a l¹i thÊy r»ng nguy c¬ « nhiÔm lµ rÊt cao. 84 kÕt luËn 1. Kinh tÕ nu«i trång thñy s¶n biÓn trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y ®· vµ ®ang ®­îc ph¸t triÓn m¹nh mÏ trong c¸c vòng vÞnh ven bê ë n­íc ta. VÞnh V©n Phong víi nhiÒu ®iÒu kiÖn thuËn lîi còng lµ mét khu vùc cã nghÒ nu«i biÓn ph¸t triÓn víi sù ®a d¹ng vÒ ®èi t­îng nu«i vµ lîi nhuËn ®em l¹i lµ kh¸ cao. Tuy vËy, ¸p lùc ph¸t triÓn kinh tÕ ®a ngµnh ®· vµ ®ang t¸c ®éng tíi chÊt l­îng m«i tr­êng biÓn trong vÞnh. ChÊt l­îng n­íc trong vÞnh ®­îc ®¸nh gi¸ lµ vÉn kh¸ s¹ch nh­ng ®iÒu ®ã kh«ng ®ång nghÜa víi sù ®¶m b¶o vÒ chÊt l­îng n­íc nÕu kh«ng cã sù ®¸nh gi¸ vµ ph©n tÝch mét c¸ch ®Çy ®ñ. 2. Víi môc tiªu ®¸nh gi¸ chÊt l­îng n­íc cho khu vùc nu«i trång thñy s¶n t¹i vÞnh V©n Phong, häc viªn ®· sö dông m« h×nh ECO Lab n»m trong gãi phÇn mÒm MIKE cña DHI (ViÖn thñy lùc §an M¹ch) lµm c«ng cô tÝnh to¸n vµ ®¸nh gi¸. Qua qu¸ tr×nh sö dông m« h×nh, cã thÓ rót ra mét sè nhËn xÐt nh­ sau: - Module thñy lùc cho kÕt qu¶ tÝnh to¸n kh¸ tèt. HiÖu chØnh mùc n­íc vµ gi¸ trÞ vËn tèc dßng ch¶y cho sai sè n»m trong møc chÊp nhËn ®­îc. Tr­êng dßng ch¶y th¸ng 1 vµ th¸ng 7 phï hîp víi xu thÕ chung cña hoµn l­u trong vÞnh. - KÕt qu¶ tÝnh to¸n chÊt l­îng n­íc cho thÊy: . Xu thÕ lan truyÒn cña c¸c chÊt « nhiÔm phï hîp víi tr­êng dßng ch¶y vµo thêi kú giã §«ng Nam b¾t ®Çu thÞnh hµnh t¹i khu vùc Nam Trung Bé (c¸c chÊt « nhiÔm lan däc theo bê phÝa T©y Nam vµ T©y lªn phÝa B¾c) . Nång ®é c¸c chÊt « nhiÔm t¹i c¸c nguån th¶i lµ kh¸ cao, nhê qu¸ tr×nh lan truyÒn vµ pha lo·ng ra vÞnh t¹o thµnh nh÷ng vïng côc bé kho¶ng 10km2 cã gi¸ trÞ nång ®é cao trªn møc trung b×nh. 3. Nh×n chung chÊt l­îng n­íc t¹i vÞnh V©n Phong sau qu¸ tr×nh tÝnh to¸n vÉn ë møc chÊp nhËn ®­îc vµ ®¶m b¶o vÒ tiªu chuÈn n­íc cho nu«i trång thñy s¶n (c¶ tr­íc vµ sau khi t¨ng mËt ®é nu«i). KÕt qu¶ còng cho thÊy, khu vùc nu«i Xu©n Tù chÞu ¶nh h­ëng cña nguån th¶i sinh ho¹t ë thÞ trÊn V¹n Gi· kh¸ râ rÖt, trong khi khu vùc L¹ch Cæ Cß víi vÞ trÝ kh¸ kÝn l¹i Ýt chÞu ¶nh h­ëng cña chÕ ®é ®éng lùc nªn qu¸ tr×nh 85 lan truyÒn c¸c chÊt diÔn ra kh«ng m¹nh mÏ. Do vËy cã thÓ cho r»ng khu vùc nu«i lång t¹i L¹ch Cæ Cß cã nhiÒu ®iÒu kiÖn thuËn lîi vµ hîp lý h¬n khu vùc Xu©n Tù. 4. M« h×nh tÝnh to¸n cßn ch­a tÝnh tíi ®Çy ®ñ tÊt c¶ c¸c nguån cã kh¶ n¨ng g©y « nhiÔm vµ t¸c ®éng tíi khu vùc nu«i trång thñy s¶n nãi riªng vµ chÊt l­îng n­íc trong toµn vÞnh nãi chung. H¬n n÷a, do qu¸ tr×nh thu thËp sè liÖu gÆp nhiÒu khã kh¨n nªn kÕt qu¶ tÝnh to¸n vÉn cßn h¹n chÕ, ®Ó nh÷ng kÕt luËn ®­a ra cã søc thuyÕt phôc cao h¬n cÇn ph¶i ®­îc tiÕp tôc hoµn thiÖn c¸c ph­¬ng ¸n tÝnh to¸n. 86 Tµi liÖu tham kh¶o Tµi liÖu tiÕng ViÖt 1. Bé thuû s¶n (2006), B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi "Nghiªn cøu søc chÞu t¶i, kh¶ n¨ng tù lµm s¹ch cña mét sè thuû vùc nu«i c¸ lång bÌ, lµm c¬ së ph¸t triÓn hîp lý nghÒ nu«i h¶i s¶n ven bê biÓn H¶i Phßng - Qu¶ng Ninh". 2. Bé Khoa häc vµ C«ng nghÖ - Côc b¶o vÖ m«i tr­êng: tiªu chuÈn chÊt l­îng n­íc biÓn ven bê TCVN 5943:1995. 3. §oµn Bé (2003), Ho¸ häc BiÓn, NXB §HQGHN, Hµ Néi. 4. Th¸i Ngäc ChiÕn, NguyÔn T¸c An, Bïi Hång Long (2006), “Một số kết quả thử nghiệm ban đầu của mô hình ECOHAM về động lực học dinh dưỡng trong vịnh Vân Phong, Khánh Hoà, Việt Nam”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Biển, tập 6, số 3, trang 40 – 54. 5. §µi KTTV Nam Trung Bé (2006), B¸o c¸o ®Ò tµi "§Æc ®iÓm khÝ hËu thñy v¨n tØnh Kh¸nh Hßa" 6. Ph¹m TiÕn §¹t (2006), Kho¸ luËn tèt nghiÖp “§¸nh gi¸ chÊt l­îng n­íc cho khu vùc nu«i c¸ lång bÌ t¹i PhÊt Cê (V©n §ån – Qu¶ng Ninh)” 7. NguyÔn Thanh §iÖp (2007), LuËn v¨n th¹c sü khoa häc “Nghiªn cøu, ®¸nh gi¸ c¸c yÕu tè h¶i v¨n phôc vô cho viÖc sö dông hîp lý tµi nguyªn thiªn nhiªn vÞnh V©n Phong, tØnh Kh¸nh Hßa”. 8. Hå ThÞ Thu Giang (2007), Khãa luËn tèt nghiÖp "øng dông m« h×nh to¸n m« pháng sù cè trµn dÇu trong vÞnh V©n Phong" 9. NguyÔn BÝch Ngäc (2006), Khãa luËn tèt nghiÖp "TÝnh to¸n kh¶ n¨ng ph¸t t¸n, vËn chuyÓn vËt chÊt t¹i vÞnh Tïng GÊu (H¶i Phßng) b»ng m« h×nh MIKE 21 phôc vô viÖc ph¸t triÓn nu«i c¸ lång bÌ" 87 10. Héi Khoa häc kü thuËt BiÓn Kh¸nh Hßa (2006), B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi "Tæng quan hiÖn tr¹ng m«i tr­êng, nguån lîi vµ nh÷ng t¸c ®éng cña c¸c ho¹t ®éng kinh tÕ t¹i vÞnh V©n Phong - BÕn Gái". 11. Lª ThÞ Thanh (2005), LuËn v¨n th¹c sü khoa häc "Lùa chän vµ ph¸t triÓn m« h×nh ®¸nh gi¸ chÊt l­îng n­íc ven bê phôc vô qu¶n lý tæng hîp ®íi bê" 12. Trung t©m Kh¶o s¸t nghiªn cøu t­ vÊn m«i tr­êng biÓn (1998), B¸o c¸o "ChuyÕn ®iÒu tra kh¶o s¸t khu vùc V©n Phong - §¹i L·nh" 13. Tr­êng §H Khoa häc Tù nhiªn TPHCM (2009), B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi "§¸nh gi¸ s¬ bé rñi ro m«i tr­êng vÞnh V©n Phong tØnh Kh¸nh Hßa" 14. Uû ban nh©n d©n tØnh Kh¸nh Hoµ, (2006) “Quy ho¹ch ph¸t triÓn kh«ng gian khu kinh tÕ tæng hîp V©n Phong ®Õn n¨m 2020”, tµi liÖu trªn trang web Tµi liÖu tiÕng Anh 15. Mike Flow model (DHI 2007), Hydronamic module: Scientific Documentation. 16. Mike Flow model (DHI 2007), ECO Lab module: Scientific Documentation. 17. United States Environmental Protection Agency - EPA (2004), AQUATOX (Release 2) Modeling environmental fate and ecological effects in aquatic ecosystems, volume 1: User’s manual (Washington DC, 20460, USA). 18. United States Environmental Protection Agency - EPA (2004), AQUATOX (Release 2) Modeling environmental fate and ecological effects in aquatic ecosystems, volume 2: Technical documentation (Washington DC, 20460,USA). 19. United States Environmental Protection Agency - EPA (2006), Water Quality Analysis Simulation Program (WASP), Draft: User's Manual. 88