I HC QUI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  Phan Thành Bắc 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 LUC i - 2012 I HC QUI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Phan Thành Bắc 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 ng hc : 60.44.97 LUC ng dn khoa hc: PGS. TS Nguyễn Minh Huấn i - 2012 LỜI CẢM ƠN  ng l c nht t th  ng, Th - H i hc Khoa hc t a hc ti vin H , truyn thi kin th trong thi gian qua. Lu n lc ca b rt ln ca thn Minh Huc, n th kin th c gi li bit  c nhn thy.  c gi li cm ti ThS. Nguyt c c n Hi Dc   gi  nhi n s liu s dng. Bn cnh , t gi xin gi li cm n n d  Nu kh   s xum bo v i thin chm Thy Triu - vnh Cam Ranhdo  m,  cho php s d ngu s li ph v cho lun vn Suc tu lu c s  t d  ng bi i k u CLIMEEViet, h   u gia Vin Hi Dc v n Ng  ng c  v mt b h tr  cn s liu tham kh    a b    c t  u t  i hc Khoa hc t  MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1. MÔ HÌNH SỐ TRỊ 4 1.1 TNG QUAN    CU 4 1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới 4 1.1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước 6 1.2 MIKE 21 HD 8 1.2.1 Cơ sở toán học 8 1.2.2 Phương pháp số 12 1.3  ECOLAB 16 1.3.1 Cơ sở lý thuyết 16 1.3.2 Ôxy hòa tan (DO) và nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD) 17 1.3.3 Các hợp phần của Nitơ 21 1.3.4 Hợp phần của Photpho 23 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 25 2.1 TNG QUAN V U KIN T  25 2.1.1 Vị trí địa lí 25 2.1.2 Đặc điểm gió 25 2.1.3 Đặc điểm thủy, hải văn 26 2.1.4 Đặc điểm nhiệt - muối 28 2.1.5 Đặc điểm dòng chảy 28 2.1.6 Đặc điểm thủy triều và dao động mực nước 29 2.2 C M KINH T -  HI 30 2.3 HIN TRNG  NG VNH CAM RANH 31 2.3.1 Các nguồn thải 31 2.3.2 Chất lượng nước vịnh Cam Ranh 32 CHƯƠNG 3. ÁP DỤNG MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ 33 3.1 THIT LP   TIN U  CHO   33 3.1.1 Thu thập số liệu 33 3.1.2 Địa hình đáy 36 3.1.3 Thiết lập lưới tính 36 3.1.4 Điều kiện biên và điều kiện ban đầu 38 3.2 HIU CHNH   41 3.3 MT S KT QU   44 3.3.1 Kết quả tính toán cho mùa khô 44 3.3.2 Kết quả tính toán cho mùa mưa 73 3.4    NG CA  YU T  NHIM 105 KT LUN 123 KIN NGH 124  LIU THAM KHO 125 1 MỞ ĐẦU    ,               . m Thy Triu nm trong vnh Cam Ranh, thua n Ca Cam Ranh, t ng v s  ng thy sm Thy Tring trong vin du lch ca t khi vc ty quy hoch bin tm c quc t  Theo nhnh cn ch ng cht, th n (gi cht trng trong  t ngi nng nc theo th m b bin dng, ngun li thy sn c th a. Do vy, vin l hiu qui si kh          ng Cam Ranh.              ,                 .               . Kh         ,  (, ,  ,)             .    ,  ,   ,   , .                         ()  2                  .                                                                               .        ,       .            , ch      ,                                  . Nhn thc m cp thit ca v ng vnh Cam Ranh, ha chng nu v “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”   ng mt s vt ch n cht ng.   .    .                :      ng (NPI)        4 + , NO 3 - , NO 2 - ,    , pH, chlorophyll,             . (OPI)        , COD,        . Vi ngun s lic t mt s  c thc hin ti Vin H   Th p Vin Khoa h c t,  s dn m  truyn mt s vt ch  nhim t n thi cp, ng thy s kh ca lua h c bc tranh v ng lyn tt ch, DO, NO 3 - , PO 4 + , NH 3 + .                     cc i         s liu thc o ti cng x thi v cng sut t ti thi im kho s t n thi c nghing thy s                  . 3 t qu                 ,                      ngun thi cng thy sc li vc nung thy sn, du lm. 4 CHƯƠNG 1. MÔ HÌNH SỐ TRỊ 1.1  1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới S d  n c khu vc gn bng thy sc thc hin rt ph bi giu, vi lit s  n  gii.   ng d ng bi Di Toro, 1983; Connolly vaf Winfield, 1984; Ambrose, R.B, 198c s d   ng quynh, gim do t i. i s d th ng t    p v   n ch  nhi t vng ln chuyn tr   y, nhi  mu   ng trc s d  trong vnh Tampa; Cung ng Photpho cho h i cm vt cht h y ti c m kim loi nng tc Carolina.       ng h      d u loi ch c hng c m ng vc vt thy sinh. AQUATOX  hu hing hc, sinh hc, nh cht k ai ci vi h y sinh. 5 hay Q2K) (River and Stream Water Quality Model)  p t         ng chc sut chi tham gia cn rm linh hot c  chng Visual basic ho  n c  chuy   biu di  p cht cacbon (lo       i cacbon h p cht u hn t  tr ng ng gia trc. DELFT 3D ca Viu thu lt hp gia  lc 3 chiu vnm c vic kt hp gic t ng kt qu  phng cho nhiu ch SMS cn k thut ci M t hp gi lc 1, 2 chiu vng  tr vn chuyu t chng  ng nh   tp trung c phn bc i 1 chiu hoc 2 chiu.  3D kt hp gia module thy lc vn bu ci hc  ya cp phn ca n c thc vng vc bin. p ba chiu thng lc  n  n dng lc HAMSOM (HA         ng lc - nhi ng lc bin -         c [...]... các vật chất từ các cửa sông, các quá trình tự làm sạch môi trường do PGS-TS Bùi Hồng Long, ThS Nguyễn Hữu Huân (2011) đã sử dụng phương pháp mô hình hóa quá trình sinh học để nghiên cứu quá trình tự làm sạch của môi trường biển khu vực vịnh Cam Ranh với nguồn thải là các nhà máy và các khu công nghiệp Đề tài sử dụng mô hình ECOSMO để tính toán, mô phỏng quá trình lan truyền một số thành phần vật chất. .. gây ô nhiễm, các quá trình sinh hóa từ đó có những đánh giá về quá trình tự làm sạch vịnh Bên cạnh đó còn có các công trình nghiên cứu về môi trường khu vực này nhưng thường tập trung phân tích hiện trạng môi trường và chưa có nhiều kết quả nghiên cứu dựa trên các mô hình số trị để có thể mô phỏng quá trình lan truyền các vật chất gây ô nhiễm vịnh từ các cửa sông dựa trên mối liên hệ với quá trình động. .. đó, mô hình còn tính toán sự biến đổi các mảnh vụn và ôxy để có thể đánh giá được lượng còn lại và các quá trình ôxy hóa Các tính toán về sinh khối sơ cấp và thứ cấp Mô hình ECOSMO đã được áp dụng một cách thành công trong việc mô tả khu vực có động lực dinh dưỡng yếu khu vực Biển Bắc BASINS của EPA nhằm trợ giúp đánh giá kiểm tra hệ thống dữ liệu thông tin môi trường, giúp các hệ thống phân tích môi... ước lượng thông qua phép giải của Jawahar và Kamath, 2000 13 Phương trình truyền tải Các phương trình truyền tải xuất hiện trong mô hình nhiệt – muối, mô hình rối và mô hình truyền tải Tất cả các phương trình này đều có dạng chung Trong trường hợp 2D, các phương trình truyền tải có dạng tổng quát như phương trình (1.16) trong đó ( (1.21) a Tích phân theo thời gian Các phương trình dạng tổng quát được... trong của vịnh Cam Ranh có chiều dài hơn 19km, chiều ngang chỗ rộng nhất khoảng 7km, thong với phần ngoài qua eo Sộp rộng 1,4km Bao chung quanh khu vực vịnh Cam Ranh có 11 xã/phường thuộc thành phố Cam Ranh (các phường Cam Phúc Bắc, Cam Phúc Nam, Cam Phú, Cam Thuận, Cam Linh, Cam Lợi, Ba Ngòi, các xã Cam Nghĩa, Cam Thịnh Đông, Cam Bình, Cam Lập) và 5 xã thuộc huyện Cam Lâm (xã Cam Hòa, Cam Hải Đông, Cam. .. Quá trình Nitrat hóa (g/m3/ngày), Y1: hệ số bổ sung cho ôxy Đây là một quá trình khác ảnh hưởng tới cân bằng ôxy khi ôxy được sử dụng trong quá trình Nitrat hóa từ amoniac sang nitrite (1.29b) Quá trình phân hủy BOD (g/m3/ngày) Sự phân hủy các vật chất hữu cơ là một nguyên nhân khác làm suy giảm ôxy Quá trình này phụ thuộc vào các yếu tố nhiệt độ, nồng độ ôxy và nộng độ vật chất hữu cơ 18 (1.29c) Quá. .. tích các phương án quản lý Một điểm nổi bật của BASINS là đã đưa vào cách tiếp cận mới dựa trên nền tảng lưu vực sông, có kết hợp quản lý dữ liệu không gian thông qua hệ thông tin địa lý GIS BASINS có thể dùng cho các mục đích sau: Mô phỏng các điều kiện của lưu vực và đánh giá hiện trạng chất lượng nước; Mô phỏng các tác động của việc thay đổi sử dụng đất có tính đến cân bằng nước, mô phỏng các kịch... thức (1.31a) Quá trình Nitrat hóa chuyển từ ammonium sang dạng nitrat Phương trình biểu diễn quá trình này có dạng: (1.31b) Quá trình hấp thụ ammonium bởi thực vật Công thức biễu diễn phương trình này có dạng 21 (1.31c) Lượng ammoniac hấp thụ bởi vi khuẩn Quá trình này được mô tả bằng công thức sau: (1.31d) Quá trình hô hấp của sinh vật dị dưỡng, được mô tả bằng biểu thức: (1.31e) Giải thích các ký hiệu:... nhau của cân bằng tùy thuộc vào mục đích của người sử dụng Có 4 mức độ khác nhau mô tả cân bằng khối DO, trong phạm vi nghiên cứu của luận văn, chỉ tập trung vào mức cân bằng bậc 3 Mức cân bằng này giả thiết rằng sự biến đổi của nồng độ ôxy là tổng hợp của các quá tương tác nước - khí quyển (mặt phân cách), quá trình đạm hóa, nhu cầu ôxy sinh hóa, quá trình quang hợp, quá trình hô hấp, nhu cầu ôxy trầm... cứu các hệ sinh thái và nguồn lợi của vịnh Cam Ranh không nên và không thể tách rời đầm Thủy Triều…” (GS.TS Mai Trọng Nhuận- 2008) Theo bản đồ qui hoạch của tỉnh Khánh Hòa định hướng đến năm 2020 thì đầm Thủy Triều ngày càng đóng vai trò quan trọng đến chất lượng môi trường nước toàn vịnh Cam Ranh Vì thế, tính toán lan truyền vật chất ô nhiễm vịnh Cam Ranh dựa trên công cụ phần mềm MIKE là một hướng . ng vnh Cam Ranh, ha chng nu v  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 . NHIÊN Phan Thành Bắc 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 ng hc :.  Phan Thành Bắc 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 LUC