Nhận viết luận văn đại học, thạc sĩ trọn gói, chất lượng, LH ZALO=>0909232620 Tham khảo dịch vụ, bảng giá tại: https://vietbaitotnghiep.com/dich-vu-viet-thue-luan-van Download luận văn thạc sĩ ngành hải dương học với đề tài: 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, cho các bạn làm luận văn tham khảo

1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
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
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - 2012

2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
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
Chuyên ngành: Hải dương học
Mã số: 60.44.97
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS Nguyễn Minh Huấn
Hà Nội - 2012

3. LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin dành những lời đầu tiên bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới các
thầy, cô giáo trong khoa Khí tượng, Thủy văn - Hải dương học (trường Đại học
Khoa học tự nhiên Hà Nội) và các nhà khoa học tại viện Hải dương học đã tận tình
giúp đỡ, truyền thụ, trao đổi kiến thức chuyên môn cùng tác giả trong thời gian qua.
Luận văn này được hoàn thành ngoài sự nỗ lực làm việc của bản thân còn có công
rất lớn của thầy giáo PGS.TS Nguyễn Minh Huấn, người đã không ngừng đôn đốc,
động viên và truyền thụ kiến thức. Tác giả xin được gửi lời biết ơn chân thành và
sâu sắc nhất đến thầy.
Tác giả cũng xin được gửi lời cảm ơn tới ThS. Nguyễn Chí Công và tất cả
các cán bộ nghiên cứu phòng Vật Lý Biển nói riêng, Viện Hải Dương học – nơi tác
giả đang công tác nói chung, đã giúp đỡ nhiệt tình về các nguồn số liệu sử dụng.
Bên cạnh đó, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến dự án “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, đã cho phép sử dụng nguồn số liệu phục vụ cho luận văn
Suốt quá trình học tập và nghiên cứu luận văn, tác giả đã được sự giúp đỡ từ
dự án chống biến đổi khí hậu CLIMEEViet, hợp tác nghiên cứu giữa Viện Hải
Dương học với chính phủ Đan Mạch, mà đứng đầu là PGS.TS Nguyễn Ngọc Lâm.
Tác giả xin trân trọng cảm ơn dự án đã tài trợ về mặt kinh phí, thiết bị hỗ trợ nghiên
cứu và nguồn số liệu tham khảo vô cùng quí giá.
Qua đây, tác giả cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ thân tình của bạn bè,
thân hữu trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Khoa học tự
nhiên.

4. MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. MÔ HÌNH SỐ TRỊ ............................................................................4
1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU.....................................................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 MÔĐUN 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 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN...................................................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 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI ....................................................................30
2.3 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG VỊNH CAM RANH......................................31
2.3.1 Các nguồn thải.........................................................................................31
2.3.2 Chất lượng nước vịnh Cam Ranh ............................................................32

5. CHƯƠNG 3. ÁP DỤNG MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ...........................................33
3.1 THIẾT LẬP CÁC THÔNG TIN ĐẦU VÀO CHO MÔ HÌNH .......................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 HIỆU CHỈNH MÔ HÌNH................................................................................41
3.3 MỘT SỐ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN.................................................................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 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ Ô NHIỄM ..........................105
KẾT LUẬN .........................................................................................................123
KIẾN NGHỊ ........................................................................................................124
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................125

6. 1
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, khu vực đầm thuỷ triều đang đứng trước nguy
cơ ô nhiễm nguồn nước. Đầm Thủy Triều nằm trong vịnh Cam Ranh, thuộc địa
bàn huyện Cam Lâm và thành phố Cam Ranh, tỉnh Khánh Hòa. Nơi đây phong phú
và đa dạng về số lượng cũng như trữ lượng thủy sản. Trong tương lai, đầm Thủy
Triều còn là mắt xích quan trọng trong việc phát triển du lịch của tỉnh Khánh Hòa
khi vịnh Cam Ranh đã được tỉnh này quy hoạch thành trung tâm du lịch biển tầm cỡ
quốc gia và quốc tế đến năm 2025.
Theo nhận định của người dân nơi đây, trong vòng gần chục năm nay, tôm,
cá và các loại nghêu, ốc... trên đầm thường chết hàng loạt, thậm chí “sống dai” như
loài sá sùng biển (gọi là trùn biển) cũng phải chết trắng đầy đầm, môi trường trong
đầm ngày trở nên ngột ngạt, đục ngàu, nước trong đầm có mùi hôi thối nồng nặc
theo thời gian... đã làm cho hệ sinh thái đầm bị biến dạng, nguồn lợi thủy sản cứ thế
không còn nữa. Do vậy, việc đánh khai thác các nguồn lợi trên đầm đã không còn
hiệu quả, đời sống nhân dân lại khốn khó.
Một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm đầm là nhà máy đường Cam
Ranh. Trong quá trình vận hành nhà máy, khối nước thải từ nhà máy sau khi được
xử lí sẽ đổ ra đầm qua các cống xả thải. Các kết quả từ phân tích các mẫu nước tại
vị trí cống xả thải và khu vực xung quanh nhà máy đã ghi nhận được sự vượt
ngưỡng của các thông số môi trường xung quanh khu vực này.
Khi khối nước thải được xả ra đầm, quá trình thuỷ động lực (dòng chảy, gió,
quá trình xáo trộn,…) làm khuếch tán các chất đồng thời mang khối nước thải này
lên phía bắc hay xuống phía nam theo dòng chảy khi triều lên và triều xuống. Vì
vậy, các quá trình động lực ở khu vực này đóng vai trò quan trọng trong việc phân
bố, truyền tải, pha loãng, và làm sạch vùng đầm thuỷ triều.
Một trong nhưng cách tiếp cận để nghiên cứu sự ảnh hưởng của khối nước
thải từ nhà máy đường là sử dụng các mô hình tính toán để có thể tính toán và mô
phỏng các quá trình vật lý (dòng chảy) và các mô hình sinh hoá diễn ra trong khu

7. 2
vực đầm có sự tác động của khối nước thải. Các kết quả tính toán từ mô hình kết
hợp với số liệu khảo sát có thể mô phỏng một cách liên tục về các quá trình động
lực và quá trình truyền tải vật chất cũng như mô phỏng các kịch bản khác nhau
trong những điều kiện động lực khác nhau và điều kiện xả thải khác nhau. Việc mô
phỏng các kịch bản ô nhiễm khác nhau giúp các nhà quản lý phản ứng linh hoạt
hơn, hiệu quả hơn và cũng ít tốn kém hơn. Từ đó đưa ra được những kế hoạch,
chiến lược để quy hoạch, khai thác một cách hiệu quả tài nguyên khu vực đầm cũng
như việc kiểm soát và điều tiết các nguồn thải hợp lý hơn.
Nhận thức được mức độ cấp thiết của vấn đề môi trường vịnh Cam Ranh,
học viên lựa chọn hướng nghiên cứu với đề tài: “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 có thể mô phỏng một số vật chất có khả năng ảnh hưởng đến chất
lượng môi trường. Có nhiều kỹ thuật đánh giá mức độ ô nhiễm nước dựa vào giá trị
của các thông số chọn lọc. Các kỹ thuật này sử dụng các chỉ số để thực hiện mức độ
ô nhiễm. Trong đó có thể nêu một số chỉ số đang được công nhận như: Chỉ số ô
nhiễm dinh dưỡng (NPI) dựa vào các thông số NH4
+
, NO3
-
, NO2
-
, tổng P, pH,
chlorophyll, độ dẫn điện và độ đục. Chỉ số ô nhiễm hữu cơ (OPI) dựa vào các thông
số BOD, COD, nhiệt độ và DO. Với nguồn số liệu có được từ một số đề tài được
thực hiện tại Viện Hải dương học như đề tài cấp Cơ sở phòng Vật lý biển, phòng
Thủy địa hóa, đề tài cấp Viện Khoa học và Công nghệ, Các Dự án hợp tác quốc tế,
tác giả sử dụng gói phần mềm MIKE 21 HD, ECO Lab để mô phỏng quá trình lan
truyền một số vật chất có thể gây ô nhiễm từ các nguồn thải của khu công nghiệp,
nuôi trồng thủy sản và khu dân cư trong 2 mùa: mùa mưa và mùa khô. Trong khuôn
khổ của luận văn, mục tiêu của học viên là có thể tính toán, mô phỏng, đưa ra được
bức tranh về quá trình động lực và quá trình truyền tải các vật chất gồm BOD, DO,
NO3
-
, PO4
+
, NH3
+
. Một kịch bản mô phỏng sự lan truyền các vật chất ô nhiễm với
giả thiết có sự gia tăng cực đại nồng độ các chất gây ô nhiễm từ số liệu thực đo tại
cống xả thải và công suất tính tại thời điểm khảo sát từ các nguồn thải của khu công
nghiệp, nuôi trồng thủy sản và khu dân cư để có thể đánh giá mức độ lan truyền và
ảnh hưởng của các vật chất này tới chất lượng nước các bãi tắm khu vực Cam Ranh.

8. 3
Các kết quả nghiên cứu trong luận văn góp phần bổ sung thêm các thông
tin khoa học về những nghiên cứu, đánh giá vai trò và sự tác động của các từ các
nguồn thải của khu công nghiệp, nuôi trồng thủy sản và khu dân cư tác động ngược
lại đối với các khu vực nuôi trồng thủy sản, du lịch sinh thái và các bãi tắm.

9. 4
CHƯƠNG 1. MÔ HÌNH SỐ TRỊ
1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới
Sử dụng các mô hình số để tính toán, mô phỏng, đánh giá chất lượng môi
trường nước khu vực gần bờ, khu bãi tắm, khu nuôi trồng thủy sản đã được thực
hiện rất phổ biến trên thế giới. Tùy thuộc vào đối tượng và mục đích nghiên cứu,
việc áp dụng các loại mô hình tính toán cũng khác nhau. Có thể liệt kê một số mô
hình thường được áp dụng để đánh giá chất lượng nước trên thế giới.
Mô hình WASP7 (Water Quality Analysis Simulation Program 7) là mô
hình được xây dựng dựa trên mô hình trước đó (WASP – được xây dựng bởi Di
Toro, 1983; Connolly vaf Winfield, 1984; Ambrose, R.B, 1988). Mô hình này được
sử dụng để mô tả và dự báo chất lượng nước giúp các nhà quản lý đưa ra những
quyết định, giải pháp đối phó với các hiện tượng ô nhiễm do tự nhiên và con người.
Mô hình này cho phép người sử dụng áp dụng trong không gian 1D nhưng cũng có
thể mô phỏng tựa 2D và 3D bằng cách chia hộp với đa dạng thành phần chất ô
nhiễm. Mô hình WASP cũng có thể liên kết với các mô hình thủy động lực và vận
chuyển trầm tích để thu được trường dòng chảy, nhiệt độ, độ muối và các thông
lượng trầm tích. Mô hình WASP đã được sử dụng để mô phỏng quá trình yếm khí
trong vịnh Tampa; Cung ứng Photpho cho hồ Okeechobee; Quá trình yếm khí tại
cửa sông Neuse River; Ô nhiễm vật chất hữu cơ dễ phân hủy tại cửa sông Delaware,
ô nhiễm kim loại nặng tại sông Deep, bắc Carolina.
Mô hình AQUATOX là mô hình mô phỏng hệ sinh thái thủy sinh. Mô
hình có thể dự báo quá trình suy tàn do nhiều loại chất gây nhiễm môi trường như
dinh dưỡng, hóa học hữu cơ, và ảnh hưởng của chúng lên các hệ sinh thái, bao gồm
các loài cá, động vật không xương sống và các loài thực vật thủy sinh. AQUATOX
là công cụ hữu hiệu cho các nhà môi trường học, sinh học, những nhà mô hình hóa
chất lượng nước và bất kỳ ai cần quan tâm tới việc đánh giá rủi ro và suy giảm các
hệ sinh thái thủy sinh.

10. 5
Mô hình QUAL2K (hay Q2K) (River and Stream Water Quality Model)
được nâng cấp từ mô hình trước đó là QUAL2E (hay Q2E (Brown và Barnwell
1987)). Đây là mô hình mô phỏng chất lượng nước suối và sông một chiều có sự
tham gia của quá trình xáo trộn rối và bên. Một đặc điểm linh hoạt của mô hình này
là có thể chạy được trong môi trường Visual basic hoặc trong môi trường Excel. Mô
hình có những đặc điểm sau: có thể tính toán trên từng phân đoạn của sông và các
nhánh sông. Mô hình tính toán chu trình Nitơ. Thông qua các chu trình chuyển hóa
nitơ để biểu diễn các hợp chất cacbon (loại ôxy hóa nhanh và chậm), các loại
cacbon hữu cơ không sống (các phân tử cacbon, nitơ, phôtpho trong các hợp chất
hóa học). Các quá trình thiếu hụt ôxy gần tới giá trị không do các quá trình ôxy hóa,
trong đó quá trình khử nitơ như là bước tương tác đầu tiên. Tính toán thông lượng
trao đổi ôxy hòa tan và các dinh dưỡng giữa trầm tích và nước.
DELFT 3D của Viện nghiên cứu thuỷ lực Hà Lan cho phép kết hợp giữa
mô hình thuỷ lực 3 chiều với mô hình chất lượng nước. Ưu điểm của mô hình này là
việc kết hợp giữa các module tính toán phức tạp để đưa ra những kết quả tính mô
phỏng cho nhiều chất và nhiều quá trình tham gia.
SMS của Trung tâm nghiên cứu và phát triển kỹ thuật của quân đội Mỹ
xây dựng cho phép kết hợp giữa mô hình thuỷ lực 1, 2 chiều với mô hình chất lượng
nước, trong đó module RMA4 là mô hình số trị vận chuyển các yếu tố chất lượng
nước phân bố đồng nhất theo độ sâu. Nó có thể tính toán sự tập trung của 6 thành
phần bảo toàn hoặc không bảo toàn được tính toán theo lưới 1 chiều hoặc 2 chiều.
ECOHAM (phiên bản 1 và 2) là mô hình số 3D kết hợp giữa module thủy
lực với module sinh thái được phát triển bởi nhóm nghiên cứu của Trường đại học
Hamburg (Đức). Mô hình chủ yếu tính toán dựa trên chu trình của các hợp phần của
Nitơ và Photpho trong đó có tính đến cả thực vật và động vật phù du trong nước
biển.
ECOSMO (ECOSystem MOdel) là mô hình cặp ba chiều thủy động lực –
băng biển – sinh địa hóa. Mô hình được phát triển dựa trên mô hình thủy động lực
HAMSOM (HAMburg shelf Ocean Model) đã được liên kết mô đun động lực -
nhiệt động lực biển - băng (Schrum và Backhaus, 1999) và môđun sinh học

11. 6
(Schrum, 2006). Môđun sinh học NPZD dựa trên quá trình chuyển đổi giữa mức
đầu tiên và thứ hai trong chuỗi thức ăn và được điểu khiển bởi các thông lượng
Nitơ, Photpho và Silic. Điều quan trọng trong tính toán mô hình này là thống nhất
được giới hạn các chu trình dinh dưỡng vĩ mô và động vật phù du như là mô hình
chuẩn đoán biến đổi cho các tương tác phi tuyến trong hệ sinh thái của các mức thứ
nhất và thứ hai trong chuỗi thức ăn. Thêm vào 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 trường và phân 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 bản nguồn ô
nhiễm điểm và diện, xây dựng và phát triển cách quản lý của cả lưu vực. Các nhóm
tham số của mô hình bao gồm: Các hợp chất dinh dưỡng của Nitơ và Photpho, DO,
BOD, thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật, bùn.
Bộ phần mềm MIKE do Viện Thuỷ lực Đan Mạch (DHI) phát triển và
được thương mại hoá. Một đặc điểm mạnh của MIKE rất dễ sử dụng với các giao
diện Windows, kết hợp chặt chẽ với GIS (hệ thống thông tin địa lý). MIKE tích hợp
các module thuỷ lực (HD) và chất lượng nước (ECO Lab), bao gồm: thuỷ lực,
truyền tải - khuếch tán chất lượng nước. MIKE là một mô hình với nhiều tính năng
mạnh, khả năng ứng dụng rộng rãi cho nhiều dạng thuỷ vực khác nhau.
1.1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước
Ở nước ta, trong những năm gần đây, hướng nghiên cứu, xây dựng và sử
dụng mô hình trong nghiên cứu thủy động lực – môi trường đang rất được quan
tâm. Trong đó những nghiên cứu, điều tra, tính toán ô nhiễm môi trường các vũng

12. 7
vịnh và khu vực ven biển - khu vực tập trung chủ yếu các hoạt động kinh tế của con
người đã, đang được tiến hành. Chương trình hợp tác với Cơ quan hợp tác Quốc tế
Nhật Bản - JICA (1995 – 1998) của Viện Tài nguyên và Môi trường biển – Viện
Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã bước đầu sử dụng phương pháp tính dòng vật
chất bổ sung (Flux) và quỹ nguồn (Budget) chạy trên phần mềm chuyên dụng
CABARET of LOICZ (Mỹ) để đánh giá mức độ tích tụ và khuếch tán vật chất tại
một số điểm thuộc vịnh Hạ Long. Sau đó, phương pháp nghiên cứu này còn được sử
dụng tính toán mức độ dinh dưỡng của hệ đầm phá Tam Giang – Cầu Hai (Thừa
Thiên Huế). Tuy nhiên, phương pháp này chưa tính toán đến quá trình khuếch tán
vật chất trong không gian và chỉ giới hạn tại một số điểm nhất định.
Hoàng Dương Tùng (2004), trong phạm vi luận án tiến sĩ, đã sử dụng phần
mềm DELFT 3D - WAQ đánh giá khả năng chịu tải ô nhiễm của Hồ Tây với mục
đích xây dựng căn cứ khoa học trong việc xây dựng kế hoạch bảo vệ và phát triển
Hồ Tây. Nội dung đã xem xét đến khả năng biến động các yếu tố DO, BOD, COD,
NH4
+
, NO3
-
, PO4
-
theo không gian 2 chiều và thời gian.
Trong khuôn khổ đề tài cấp Bộ Thủy sản, Trần Lưu Khanh và các cộng sự
cũng đã tiến hành nghiên cứu sức chịu tải và khả năng tự làm sạch tại khu vực nuôi
cá lồng bè ở Phất Cờ (Quảng Ninh) và Tùng Gấu (Hải Phòng) dựa trên quá trình
chuyển hóa các hợp chất dinh dưỡng, hữu cơ cũng như chế độ thủy động lực tại
thủy vực nghiên cứu.
Trong một số nghiên cứu thuộc chương trình cấp Nhà nước và cấp Bộ, các
đề tài đã triển khai theo hướng: đánh giá nguồn thải (như ô nhiễm biển do sông tải
ra, thuộc đề tài KT.03.07 - 1996), đánh giá tổn thất môi trường do các hoạt động
kinh tế gây ra với vùng ven biển... Tuy nhiên, những nghiên cứu này chưa thể hiện
được mức độ chi tiết cao trong thủy vực nhỏ và số các biến môi trường còn hạn chế,
đồng thời còn mang tính chất vĩ mô cho khu vực nghiên cứu.
Tại khu vực vịnh Cam Ranh,tuy đã có một số công trình nghiên cứu về
môi trường của các đề tài cấp nhà nước và cấp tỉnh do GS-TS. Mai Trọng Nhuận
(2008), Phạm Văn Thơm (2005,2008) đã đánh giá sơ bộ về vịnh chính hoặc hiện
trạng tại khu vực khảo sát. Gần đây nhất việc nghiên cứu liên quan tới sự truyền tải

13. 8
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 lực. Ngoài ra, do các yếu tố bảo đảm về bí mật của căn cứ quân sự
Cam Ranh nên trước 2008 chưa có đề tài nào nghiên cứu qui mô toàn vịnh Cam
Ranh. Phần lớn các nghiên cứu đều tập trung đánh giá phần phía nam vịnh Cam
Ranh (là phần vịnh lớn) mà chưa đánh giá được phần đầm Thủy Triều ở phía bắc
vịnh Cam Ranh. “Theo quan điểm khoa học, khi nghiên cứu tài nguyên sinh vật, cụ
thể nghiên 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 nghiên cứu mới mà học viên lựa chọn.
1.2 MIKE 21 HD
1.2.1 Cơ sở toán học
Mô hình MIKE 21 HD là gói công cụ trong bộ phần mềm DHI được xây
dựng bởi Viện Thủy Lực Hà Lan, đây là mô hình tính toán dòng chảy hai chiều
trong một lớp chất lỏng đồng nhất theo phương thẳng đứng.
Các phương trình nước nông
Các phương trình động lượng và liên tục tích phân trên toàn bộ cột nước h
= η+d trong các phương trình nước nông được viết lại như sau:

14. 9
(1.1)
(1.2)
(1.3)
trong đó t là thời gian; x, y là tọa độ Đề Các; η là mực nước bề mặt; d là độ sâu của
nước tĩnh; h = η + d là độ sâu nước tổng cộng; u, v là các thành phần vận tốc theo
phương x và y; f = 2 sinθ là tham số Coriolis ( là vận tốc góc của Trái đất, θ là vĩ
độ địa lý); tương ứng là các thành phần ứng suất theo phương
x và y tại mặt và tại đáy; g là gia tốc trọng trường; là mật độ nước; , , và
là các thành phần tenxơ ứng suất bức xạ; là nhớt rối theo phương thẳng
đứng; là áp suất khí quyển; là mật độ quy ước của nước; S là cường độ lưu
lượng cung cấp cho các điểm nguồn và ( ) là vận tốc tại đó nước được đổ ra
môi trường xung quanh.
Biến số có đường gạch ngang biểu thị giá trị trung bình theo độ sâu. Ví dụ,
và là các thành phần vận tốc trung bình theo độ sâu được xác định bởi:

15. 10
(1.4)
Thành phần ứng suất bên Tij (i,j = x,y) bao gồm cả ma sát nhớt, ma sát rối và
chênh lệch bình lưu. Chúng được xác định bằng sử dụng công thức nhớt rối dựa trên
những biến đổi vận tốc trung bình theo độ sâu
(1.5)
Phương trình truyền tải nhiệt độ và độ muối
Các phương trình truyền tải nhiệt - muối tích phân trên toàn bộ cột nước
được viết dưới dạng:
(1.6)
(1.7)
trong đó, và tương ứng là nhiệt độ và độ muối trung bình theo độ sâu, FT và Fs
tương ứng là các hệ số khuếch tán ngang nhiệt độ và độ muối, là nhóm nguồn
liên qua tới quá trình trao đổi nhiệt với khí quyển.
Phương trình truyền tải cho đại lượng vô hướng (scalar quantity)
Các phương trình truyền tải đại lượng vô hướng tích phân theo độ sâu có
dạng:
(1.8)
với là trung bình theo độ sâu của đại lượng vô hướng, FC là nhóm khuếch tán theo
phương ngang của đại lượng vô hướng, kp là tốc độ suy giảm tuyến tính của đại
lượng vô hướng, Cs là nộng độ của đại lượng vô hướng tại điểm nguồn.
Ứng suất đáy
Ứng suất đáy, được xác định từ định luật ma sát bậc hai

16. 11
(1.9)
trong đó, cf là hệ số ma sát đáy và là tốc độ dòng chảy trên bề mặt
đáy. Vận tốc ma sát liên hệ với ứng suất đáy thông qua công thức:
(1.10)
Trong tính toán hai chiều là vận tốc trung bình theo độ sâu và hệ số ma
sát đáy có thể được xác định từ hệ số Chezy, C, hoặc hệ số Manning, M
(1.11)
(1.12)
Ứng suất mặt
Ứng suất bề mặt được xác định thông qua gió bề mặt. Ứng
suất mặt được tính toán dựa trên công thức thực nghiệm:
(1.13)
với là mật độ không khí, cd là hệ số cản gió, là tốc độ gió ở độ
cao 10m trên bề mặt biển. Vận tốc ma sát liên hệ với ứng suất bề mặt được cho bởi
công thức:
(1.14)
Hệ số cản cũng có thể là những giá trị không đổi hoặc phụ thuộc vào tốc
độ gió. Công thức bán thực nghiệm được đề xuất bởi Wu (1980, 1984) để xác định
giá trị của hệ số cản:
(1.15)

17. 12
trong đó, ca, cb, wa và wb là các hệ số thực nghiệm và w10 là tốc độ gió tại độ cao
10m trên mực nước biển. Giá trị mặc định của các nhân tố thực nghiệm là
ca=1.255x10-3
, cb=2.425x10-3
, wa=7m/s và wb =25m/s. Các giá trị này cho kết quả
tương đối tốt khi áp dụng cho vùng biển khơi.
1.2.2 Phương pháp số
a. Rời rạc hóa miền không gian
Miền tính được rời rạc hóa bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Theo
phương pháp này, miền tính toán được chia nhỏ thành các phần tử liên tục không
chồng nhau. Trong không gian hai chiều, vùng tính toán có thể được rời rạc hóa
thành từng phần tử dạng đa giác, tứ giác hoặc tam giác.
Các phương trình nước nông
Dạng tổng quát của hệ các phương trình nước nông có thể được viết dưới
dạng:
(1.16)
với U là các biến bảo toàn, F là hàm véctơ thông lượng và S là véctơ của các nhóm
nguồn.
Trong tọa độ Đề-các, hệ các phương trình nước nông được viết dưới dạng
(1.17)
trong đó, các chỉ số I và V tương ứng là các thông lượng không nhớt (đối lưu) và
thông lượng nhớt, và
’
,
(1.18)

18. 13
,
Tích phân phương trình 1.16 trên toàn bộ phần tử thứ i và sử dụng định lý
Gauss để viết lại tích phân thông lượng như dưới đây
(1.19)
trong đó, Ai là diện tích của phần tử thứ i, là tích phân biến xác định trên Ai , Гi là
biên của phần tử thứ i và ds tích phân biến dọc theo biên. n là véctơ pháp tuyến đơn
vị hướng ra ngoài biên. Các tích phân được tính bằng phương pháp cầu phương đơn
điểm, điểm cầu phương là điểm trọng tâm của phần tử, và tích phân biên được tính
dựa trên phép cầu phương tâm điểm, khi đó phương trình 1.19 được viết lại,
(1.20)
Ở đây Ui và Si tương ứng là các giá trị trung bình của U và S trên toàn bộ
phần tử thứ i và được đặt tại tâm của phần tử, NS là số cạnh của phần tử, nj véctơ
pháp tuyến ngoài đơn vị tại cạnh thứ j và Гj là chiều dài của giao diện thứ j.
Trong trường hợp 2D phép xấp xỉ Riemann được sử dụng để tính toán các
thông lượng đối lưu tại mặt phân cách của các phần tử. Sử dụng phép giải Roe để
ước lượng cho các biến phụ thuộc phía bên trái và bên phải của của giao diện. Độ
chính xác bậc hai theo không gian đạt được bằng cách sử dụng kỹ thuật tái cấu trúc
gradient tuyến tính. Các giá trị gradient trung bình được ước lượng thông qua phép
giải của Jawahar và Kamath, 2000.

19. 14
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 viết:
(1.22)
Trong mô phỏng 2D, có hai phương pháp giải cho tích phân theo thời gian
đối với hệ phương trình nước nông và phương trình truyền tải: Phương pháp bậc
thấp và phương pháp bậc cao. Phương pháp bậc thấp là phương pháp Euler hiện bậc
một
(1.23)
với là bước thời gian. Phương pháp bậc cao hơn là sử dụng phương pháp Runge
Kutta bậc hai có dạng
(1.24)
b. Các điều kiện biên
Biên kín
Dọc theo các biên kín (biên đất liền), thông lượng trao đổi qua các biên
này thường được áp đặt là giá trị 0 cho tất cả các biên. Đối với các phương trình
động lượng điều này hướng đến điều kiện biên trượt hoàn toàn dọc theo biên đất.

20. 15
Biên mở
Các điều kiện biên mở có thể được đưa vào theo các dạng là lưu lượng
hoặc dao động mực nước mặt cho các phương trình thủy động lực. Với các phương
trình truyền tải, điều kiện biên có thể là các giá trị xác định hoặc giá trị gradient.
Điều kiện khô và ướt
Các giải pháp xử lý các vấn đề về biên di động (front khô và ướt) dựa trên
các nghiên cứu của Zhao và cộng sự (1994) và Sleigh và cộng sự (1998). Khi các
trường độ sâu nhỏ, vấn đề xảy ra là các phần tử được loại bỏ từ việc tính toán. Công
thức tính toán được xây dựng lại bởi sự giảm thông lượng động lượng tới giá trị
không và chỉ tính toán tới thông lượng khối lượng.
Độ sâu của mỗi phần tử biến đổi và các phần tử được sắp xếp thành các
loại khô, bán khô, ướt. Khi đó bề mặt các phần tử được kiểm tra để xác định các
điều kiện biên ướt.
Bề mặt của một phần tử được xác định là ngập nếu thỏa mãn hai tiêu
chuẩn: thứ nhất, độ sâu nước tại một cạnh của bề mặt phải nhỏ hơn độ sâu tới hạn
khô hdry, và độ sâu nước ở cạnh khác của bề mặt lớn hơn độ sâu độ sâu tới hạn ngập
hflood. Thứ hai, độ sâu tổng cộng của nước tĩnh tại cạnh có độ sâu nhỏ hơn hdry và
mực nước bề mặt tại cạnh khác đều phải lớn hơn giá trị 0.
Một phần tử được gọi là khô nếu độ sâu nước nhỏ hơn độ sâu giới hạn khô
hdry, và không một cạnh nào bị ngập. Phần tử này bị loại ra khỏi miền tính toán.
Một phần tử xem như là ngập một phần nếu nếu độ sâu nước lớn hơn hdry
và nhỏ hơn độ sâu giới hạn ướt, hoặc khi độ sâu nhỏ hơn hdry và một trong số các
cạnh khác là biên ngập nước. Trong trường hợp này thông lượng động lượng bằng
không và chỉ có thông lượng khối lượng được tính.
Một phần tử được gọi là ướt nếu độ sâu nước lớn hơn hwet. Trong trường
hợp này cả hai thành phần thông lượng khối lượng và thông lượng động lượng được
tính.
Độ sâu ướt hwet phải lớn hơn độ sâu khô giới hạn hdry và độ sâu giới hạn
ngập hflood, được xác định theo điều kiện hdry < hflood < hwet.

21. 16
1.3 MÔĐUN ECOLAB
1.3.1 Cơ sở lý thuyết
Động lực học của bình lưu các biến trạng thái trong ECO Lab có thể được
mô tả bằng các phương trình truyền tải của vật chất không bảo toàn, có dạng:
(1.25)
trong đó:
c: Nồng độ của biến trạng thái ECO Lab
u, v: Các thành phần vận tốc dòng chảy
Dx, Dy: Các hệ số khuếch tán theo phương x và y
Sc: Nguồn sinh và nguồn mất
Pc: Các quá trình trong ECO Lab
Phương trình truyền tải có thể được viết lại:
(1.26)
trong đó, nhóm ADc đại diện cho tốc độ thay đổi nồng độ gây ra bởi quá trình bình
lưu và khuếch tán (bao gồm các nguồn sinh và mất).
Khi tính toán các biến đổi nồng độ cho bước tiếp theo, một phương trình
ECO Lab số được thay thế cho các phương trình truyền tải tích phân theo thời gian.
Một phương pháp xấp xỉ khác được sử dụng trong ECO Lab là xem thành phần bình
lưu – đối lưu ADc không thay đổi trong một bước thời gian. Việc giải cả hai thành
phần trong phương trình sai phân thường của ECO Lab là tổng hợp của tốc độ thay
đổi gây ra do chính các quá trình nội tại và các quá trình bình lưu - khuếch tán.
(1.27)
Thành phần bình lưu - khuếch tán được xấp xỉ bằng công thức

22. 17
(1.28)
trong đó, nồng độ tức thời c*
được cho bởi quá trình truyền tải biến trạng thái trong
ECO Lab khi vật chất được bảo toàn trong suốt chu kỳ sử dụng môđun AD.
Một lợi thế chính của phương pháp này là liên kết được phương pháp giải
hiện và các vấn đề phi tuyến từ các nguồn ECO Lab phức tạp, vì vậy ECO Lab và
thành phần bình lưu - khuếch tán có thể được giải một cách riêng lẻ.
Phương pháp giải số được sử dụng trong mô hình ECO Lab là phương
pháp Euler, Runge Kutta 4, Runge Kutta 5.
1.3.2 Ôxy hòa tan (DO) và nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD)
a. Ôxy hòa tan (DO)
DO là lượng ôxy hoà tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các sinh
vật nước (cá, lưỡng thê, thuỷ sinh, côn trùng v.v...) thường được tạo ra do sự hoà
tan từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo,... Nồng độ ôxy tự do trong nước phụ
thuộc vào nhiệt độ, sự phân huỷ hoá chất, sự quang hợp của tảo và v.v... Khi nồng
độ DO thấp, các loài sinh vật nước giảm hoạt động hoặc bị chết. Do vậy, DO là một
chỉ số quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm nước của các thuỷ vực.
Quá trình cân bằng ôxy được xem xét theo các mức độ phức tạp khác 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
tích (chỉ ở đáy). Các quá trình đó được mô tả bằng phương trình cân bằng sau:

23. 18
(1.29)
trong đó:
Quá trình trao đổi ôxy giữa ôxy hòa tan trong nước và khí quyển
(g/m3
/ngày). Quá trình này có tính đến mức bão hòa ôxy trong nước Cs phụ thuộc
vào nhiệt độ và độ mặn.
(1.29a)
Giá trị Cs được tính thông qua biểu thức thực nghiệm sau:
Tốc độ tương tác K2 (1/s) phụ thuộc vào tốc độ gió Wv, tốc độ dòng chảy
V và độ sâu nước:
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.

24. 19
(1.29c)
Quá trình quang hợp (g O2/m2
/ngày). Các sản phẩm ôxy từ quá trình
quang hợp được mô tả thông qua mối liên hệ giữa giá trị năng suất cực đại vào giữa
trưa và biến đổi theo thời gian trong ngày.
(1.29d)
Quá trình hô hấp của sinh vật (g O2/m2
/ngày). Sự suy giảm nồng độ ôxy
bởi quá trình hô hấp của sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng thông qua biểu thức phụ
thuộc nhiệt độ.
(1.29e)
Nhu cầu ôxy cho phân hủy vật chất hữu cơ tại đáy (chỉ phụ thuộc vào hàm
lượng ôxy và nhiệt độ (g/m3
/ngày). Lưu ý rằng các vật chất hữu cơ trầm tích trong
quá trình này không tính đến thành phần trầm tích có nguồn gốc từ các nguồn ô
nhiễm. Giá trị này chỉ phụ thuộc vào nồng độ ôxy và nhiệt độ.
(1.29f)
a. Nhu cầu ôxy sinh hoá (BOD)
BOD (Biochemical oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hoá) là lượng oxy
cần thiết để vi sinh vật oxy hoá các chất hữu. Trong môi trường nước, khi quá trình
oxy hoá sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hoà tan, vì vậy xác định
tổng lượng oxy hoà tan cần thiết cho quá trình phân huỷ sinh học là phép đo quan
trọng đánh giá ảnh hưởng của một dòng thải đối với nguồn nước. BOD có ý nghĩa
biểu thị lượng các chất thải hữu cơ trong nước có thể bị phân huỷ bằng các vi sinh
vật.

25. 20
Dạng cân bằng của nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD) được mô tả bằng phương
trình:
(1.30
)
Giải thích các từ ngữ:
S
T
Wv
H
V
HS_nitr
Y1
Photosynthes
Pmax
τ
α
tup, tdown
respiration
R1
θ1
R2
θ2
Độ muối (ppt)
Nhiệt độ (0
C)
Tốc độ gió (m/s)
Độ sâu nước (m)
Vận tốc dòng chảy trung bình theo độ sâu (m/s)
Nồng độ bán bão hòa Nitrat hóa (mg O2/l)
Nhân tố bổ sung cho ôxy
Sản phẩm quang hợp thực tế (g O2/m2
/ngày)
Sản phẩm quang hợp cực đại vào buổi trưa (g O2/m2
/ngày)
Thời điểm trong ngày
Thời gian ngày thực tế
Thời điểm mặt trời mọc, mặt trời lặn
Tốc độ hô hấp thực tế của thực vật và vi khuẩn (g O2/m2
/ngày)
Tốc độ hô hấp của thực vật ở 20o
C (g O2/m2
/ngày)
Hệ số nhiệt độ trong quang hợp
Tốc độ hô hấp của động vật và vi khuẩn (dị dưỡng) (g O2/m2
/ngày)
Hệ số nhiệt độ trong hô hấp dị dưỡng

26. 21
F1(H)
k
BOD
K3
θ3
DO
HS_BOD
HS_SOD
Hàm hấp thụ ánh sáng
Hệ số hấp thụ ánh sáng (1/m)
Nồng độ BOD thực tế (mg O2/l)
Hằng số phân rã của vật chất hữu cơ tại 20o
C (1/ngày)
Hệ số bổ sung nhiệt độ
Nồng độ ôxy thực tế (mg O2/l)
Nồng độ ôxy bán bão hòa trong BOD (mg O2/l)
Nồng độ ôxy bán bão hòa trong SOD (mg O2/l)
1.3.3 Các hợp phần của Nitơ
a. Hợp phần Amôni (NH3
-
)
Dạng cân bằng của thành phần Amoni được thể hiện thông qua phương
trình sau:
(1.31)
Thành phần amonium thu được từ quá trình phân hủy các chất hữu cơ.
Quá trình này được mô tả bằng công 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

27. 22
(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:
UNp
UNb
HS_NH3
-
Ammoni hấp thụ bởi thực vật (mg N/mg O2)
Ammoni hấp thụ bởi vi khuẩn (mg N/mg BOD)
Nồng độ bán bão hòa của N được hấp thụ bởi vi khuẩn (mg N/l)
b. Hợp phần Nitrite (NO2
-
)
Dạng cân bằng của hợp phần nitrite được mô tả bằng phương trình:
(1.32)
Quá trình chuyển đổi từ ammonia sang nitrite, được mô tả thông qua biểu
thức:
(1.32a)
Quá trình biến đổi thành phần nitrite sang nitrate, và quá trình này được
biểu diễn bằng công thức toán học:
(1.32b)
Giải thích ký hiệu
NH3
-
K4
Nồng độ của ammonia (mg/l)
Tốc độ ôxy hóa tại 20o
C (1/ngày)

28. 23
θ4
HS_nitr
NO2
-
K5
θ5
Hệ số nhiệt độ cho quá trình ôxy hóa
Nồng độ bán bão hòa quá trình Nitrat hóa (mg O2/l)
Nồng độ của nitrite (mg/l)
Tốc độ riêng chuyển đổi của nitrite sang nitrate ở 20o
C (1/ngày)
Hệ số nhiệt độ chuyển đổi từ nitrite sang nitrate
c. Hợp phần Nitrate (NO3
-
)
Các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình cân bằng khối nitrite được cho bởi
phương trình
(1.33
)
Quá trình chuyển đổi từ nitrite sang nitrate. Quá trình này được mô tả
thông qua biểu thức:
(1.33a)
Quá trình khử nitơ, được biểu diễn bằng công thức:
(1.33b)
trong đó:
K6 là tốc độ khử nitơ (1/ngày)
θ6 là hệ số nhiệt ẩn
1.3.4 Hợp phần của Photpho
BOD chứa đựng photpho. Khi BOD bị phân hủy lượng photpho này sẽ
được giải phóng dưới dạng của muối photphat. Để xác định sự phấp thụ của các
muối photpho trong các sản phẩm của tảo, phương trình chủ đạo về chuyển đổi gốc
muối có dạng

29. 24
(1.34)
Lượng photpho từ quá trình phân hủy các vụn hữu cơ. Công thức mô tả có
dạng:
(1.34a)
Lượng photpho bị hấp thụ bởi thực vật được thể hiện qua công thức:
(1.34b)
Lượng photpho bị hấp thụ bởi vi khuẩn thông qua công thức sau:
(1.34c)
Quá trình hô hấp dị dưỡng được biểu diễn qua công thức
(1.34d)
Giải thích các ký hiệu
UPp
UPb
F(N,P)
HS_PO4
-
Lượng photpho hấp thụ bởi các loại thực vật (mg P/mg O2)
Lượng photpho hấp thụ bởi vi khuẩn (mg P/mg BOD)
Giới hạn dinh dưỡng trong quá trình quang hợp
Nồng độ bán bão hòa của photpho bị hấp thụ bởi vi khuẩn (mg P/l)

30. 25
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU
2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
2.1.1 Vị trí địa lí
Vịnh Cam Ranh nằm phía nam thành phố Nha Trang, phía đông thành phố
Cam Ranh, thuộc tỉnh Khánh Hòa, giới hạn bởi các kinh độ 109o
07,171’ và
109o
12,967’ Đông, các vĩ độ 12o
49.227’ và 12o
07.011’ Bắc là một vực nước tương
đối kín và thường được phân biệt thành 2 thành phần:
- Đầm Thủy Triều kéo dài từ phía nam núi Cù Hin đến Mỹ Ca, phần này
dài khoảng 16km và có chiều ngang hẹp, chỗ hẹp nhất chỉ đạt khoảng 250m.
- Phần 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
Hải Tây, Cam Đức và Cam Thành Bắc)
Phân bố tập trung dọc bờ tây của vực nước là các khu dân cư, các cơ sở
công nghiệp (nhà máy đường, nhà máy đóng tàu, nhà máy chế biến thủy sản,…) các
cảng hàng hóa (công suất khoảng 400 lượt tàu/năm) và cảng cá Ba Ngòi. Các sự cố
về môi trường thỉnh thoảng xảy ra ở các khu vực lân cận điểm xả thải của nhà máy
đường , các ao nuôi thủy sản cũng phát triển chủ yếu theo ven bờ tây và nam.
2.1.2 Đặc điểm gió
Hoạt động của gió theo hai hướng chủ yếu trong năm: hướng đông nam và
tây nam (thịnh hành trong mùa khô), bắc và đông bắc (thịnh hành trong mùa mưa)
tốc độ gió trung bình từ 3,6 đến 5,1 m/s. Gió khô nóng tập trung vào một số ngày
trong tháng 8 với tính chất làm tăng nhiệt độ, giảm độ ẩm trong không khí. Do dặc
điểm địa hình chi phối nên làm thay đổi cả tốc độ và hướng gió ở Cam Ranh so với
các vùng khác trong vùng biển Khánh Hòa. Ở Nha Trang, tần suất gió hướng đông
vượt quá 30% trong hầu hết các tháng mùa hạ, ở Cam Ranh vào thời kỳ này tần suất
gió tây nam lại lấn át so với gió đông nam.

31. 26
Ngoài ra, vùng Cam Ranh còn chịu sự tác động tổng hợp của hai hệ thống
gió mùa và gió đất – biển đã tạo nên những đặc điểm khác biệt trong biến động
ngày đêm của gió trong khu vực. Vào mùa hè, gió thổi từ đất liền ra biển với tốc độ
tương đối nhỏ nhưng vào buổi tối, gió thổi từ biển vào bờ với tốc độ tương đối lớn.
Vào các buổi chiều, từ tháng XI đến tháng I, gió thổi chủ yếu từ hướng Bắc, từ
tháng II đến tháng III gió có hướng đông – đông bắc, từ tháng IV đến tháng V gió
lại có hướng đông – đông nam, từ tháng VI đến tháng VIII gió lại có hướng tây –
nam, từ tháng IX đến tháng XII gió chuyển dần từ tây nam sang đông nam và cuối
cùng ổn định ở hướng nam vào tháng XI đến hết tháng I năm sau.
2.1.3 Đặc điểm thủy, hải văn
a. Đặc điểm thủy văn
Hệ thống sông suối trong khu vực nghiên cứu không nhiều, bắt nguồn chủ
yếu từ vùng đồi núi kéo dài thành hình cánh cung từ phía bắc (núi Cù Hin) vòng qua
phía tây đến phía nam và đông nam (bán đảo Sộp). Một số lưu vực nằm trên địa
phận của các tỉnh lân cận. Các sông suối hầu hết đều mang đặc trưng của địa hình
khu vực miền trung là ngắn, dốc và nhỏ. Đáng chú ý có các hệ thống sông sau đây:
- Sông Trường gồm 2 nhánh có chiều dài nguyên thủy là 11,4km và 17 km
đổ vào khu vực đỉnh đầm. Do việc xây đập thủy lợi Cam Ranh Thượng, chiều dài
thực tế hiện nay của các nhánh sông này còn lần lượt là 9,8km và 8km. hệ thống
sông này nhận nước từ một lưu vực rộng 109,2km2
. Nước từ một phần lưu vực rộng
khoảng 62,3km được giữ lại bởi hồ thủy lợi Cam Ranh Thượng có diện tích
2.400.000 m2
, dung tích 22 triệu m2
. Ngoài việc cấp nước tưới, một phần nước qua
đập tràn được dẫn về Cam Đức dung trong cấp nước sinh hoạt. Phần sông phía đông
nhận được nước từ lưu vực rộng 46,9km2
trong đó 31,8km2
là sườn phía nam núi
Cù Hin, vùng còn lại là đồng bằng cát.
- Sông Cạn (còn được gọi là suối Nước Ngọt) có chiều dài 20km, đổ vào
phần phía bắc vịnh Cam Ranh. Sông này chỉ có nước vào mùa mưa, lượng nước
không lớn.
- Sông Trà Dục, còn được gọi là sông Tà Rục, có chiều dài 22km và Suối
Hành (dài 19km) đổ vào phía tây nam vịnh ở khu vực gần cảng Ba Ngòi; lưu vực

32. 27
của 2 sông này rộng 186km2
. Phía trên đã xây dựng đập Tà Rục để ngăn nước từ
phần lưu vực rộng 63,3km2
phía tây sông Tà Dục. Dung tích thiết kế của hồ này là
22,65 triệu m3
. Ở thượng nguồn Suối Hành cũng có đập Suối Hành đã đi vào sử
dụng từ nhiều năm nay. Dung tích của hồ là 8 triệu km3
.
- Đổ vào vịnh Cam ranh ở khu vực Cam Thịnh Đông là 2 sông nhỏ có
chiều dài lần lượt là 6 và 7km có diện tích lưu vực 25 km2
. Tại khu vực Cam Lập có
sông Cạn dài 10km được cung cấp nước từ lưu vực rộng 63,3km2
và sông Trâu
(diện tích lưu vực 94,5km2
, chủ yếu nằm trong địa phận tỉnh Ninh Thuận). Sông
Cạn hầu như chỉ có nước vào mùa mưa. Trong lưu vực sông Trâu, vào năm 2005
tỉnh Ninh Thuận đã xây dựng đập thủy điện sông Trâu (dung tích 33 triệu m3
) nên
lượng nước đổ vào vịnh Cam Ranh không đáng kể.
Phía đông nam là vùng núi đá của bán đảo Sộp. Diện tích lưu vực
50,0km2
, khu vực này có các suối nhỏ và ngắn đổ trực tiếp vào vịnh trong đó có
suối Nước Ngọt có khả năng sử dụng vào việc phục vụ du lịch. Ngoài ra còn có các
suối nhỏ tích nước vào mùa mưa.
b. Đặc điểm hải văn:
Sóng biển: do Cam Ranh là vịnh kín nên sóng ở khu vực này nhỏ và yếu.
Đặc trưng của sóng thay đổi theo mùa: vào mùa khô, ở phía bắc của vịnh Cam Ranh
và vùng cửa vịnh, sóng thường nhỏ hơn ở phía nam. độ cao của sóng hướng tây
nam thường nhỏ hơn nhiều so với hướng đông bắc.
Thủy triều: vùng biển Khánh Hòa trải dài theo chiều kinh tuyến, với khoảng
120km và có nhiều vũng vịnh sâu, kín, khúc khuỷu. Vì vậy, chế độ thủy triều biến
đổi từ vùng này sang vùng khác. ở khu vực vịnh Cam Ranh, chế độ triều là bán nhật
triều, biên độ triều trung bình 1,5m..
Dòng chảy: phân bố dòng chảy trên toàn bộ bề mặt vịnh tương đối phức tạp,
phương và chiều của dòng chảy tại các điểm biến đổi khá rõ rệt. Theo số liệu khảo
sát tháng 8 năm 2003 cho thấy: vận tốc dòng chảy cao nhất tại tầng mặt là 46cm/s. ở
khu vực trung tâm vịnh, tốc độ dòng chảy dao động trong khoảng 6 – 46cm/s, cao
hơn ở khu vực đầm Thủy Triều (tốc độ nhỏ khoảng 4-7cm/s). Tại các eo và khu vực
hẹp tốc độ dòng chảy tương đối lớn: mũi Hòn Lương 26cm/s, vùng bở thôn Mỹ Ca

33. 28
32cm/s. Vào pha triều lên, có thể thấy xu thế truyền triều từ đông sang tây, từ nam
lên bắc. Đặc biệt, giai đoạn khảo sát vào thời kỳ triều cường vì vậy tốc độ và hướng
dòng tầng mặt và đáy sai khác rất ít.
2.1.4 Đặc điểm nhiệt - muối
Vịnh Cam Ranh là vịnh tương đối nhỏ và độ sâu trung bình tương đối
thấp. Khả năng trao đổi nước giữa vịnh và Biển Đông tương đối mạnh thông qua
cửa lớn phía đông nam. Mặt khác, vịnh Cam Ranh không chịu ảnh hưởng bởi khối
nước ngọt từ hệ thống cửa sông nên bức tranh phân bố nhiệt muối thể hiện rất đặc
trưng của nước biển từ ngoài cửa lớn truyền vào vịnh. Trên cơ sở phân tích xu thế
biến động theo không gian và thời gian các yếu tố nhiệt - muối cho thấy: Nhiệt độ
nước có thể đạt cực đại 32,0°C vào mùa hè, đạt cực tiểu 20,27°C vào mùa đông, độ
muối đạt cực đại 34,42‰ vào mùa hè và cực tiểu 29.51‰ vào mùa đông.
Phân bố nhiệt độ tầng mặt: nhiệt độ giảm dần từ 32°C ở đỉnh đầm Thủy
Triều đến 25°C ở cửa vịnh. Nhiệt độ thấp nhất là 24,53°C, cao nhất là 32,33°C,
nhiệt độ trung bình của tầng mặt toàn vịnh là 28,21°C. Phân bố nhiệt độ tầng đáy:
nhiệt độ giảm dần từ đỉnh đầm Thủy Triều ra tới cửa vịnh Cam ranh (từ 31,5°C
xuống 21°C). Nhiệt độ thấp nhất là 20,27°C, nhiệt độ cao nhất là 32,16°C, trung
bình tầng đáy toàn vịnh là 23,55°C. Sự chênh lệch của nhiệt độ trung bình ở tầng
đáy so với tầng mặt tương đối cao (5,58°C).
Phân bố độ mặn ở tầng mặt: các đường đồng mức độ mặn có giá trị giảm
dần từ cửa vịnh lên phía bắc. Biến đổi độ mặn theo không gian tương đối rõ rệt và
đều đặn so với nhiệt độ. độ mặn thấp là 30,59‰, cao nhất là 34,16‰, mức chênh
lệch là 3,57‰, giá trị trung bình tầng mặt là 33,47‰. Phân bố độ mặn ở tầng đáy,
các đường đẳng độ mặn cũng có giá trị giảm dần từ cửa vịnh trở vào nhưng mức độ
chênh lệch cao hơn một chút. Cực tiểu độ mặn là 29,51‰, cực đại là 34,42‰ và độ
mặn trung bình 33,85‰. Chênh lệch độ mặn trung bình giữa tầng mặt và tầng đáy
là 0,38‰.
2.1.5 Đặc điểm dòng chảy
Dòng chảy vịnh Cam Ranh cũng chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi ba yếu tố
chính: Hệ thống gió mùa và gió địa phương, địa hình khu vực vịnh, quá trình truyền

34. 29
triều từ biển vào. Tuy nhiên, vịnh tương đối kín chỉ thông qua ra biển khơi bằng
một cửa duy nhất, độ sâu và chiều rộng của vịnh không lớn, vịnh trải dài, phần đỉnh
vịnh nhỏ hẹp nên dòng chảy ở đây hoàn toàn bị chi phối bởi dòng triều.
Vào mùa khô, dòng chảy tầng mặt trừ khu vực đầm Thủy Triều các khu
vực khác có độ sâu tương đối lớn D ≈ 20m, do đó tốc độ dòng chảy phân bố tương
đối đều Vtb ≈ 0,15m/s, Vmax ≈ 0.27m/s, tốc độ dòng chảy lớn xuất hiện dọc trung
tâm của vịnh, vịnh Bình Ba. Dải ven bờ phía tây và đầm thủy triều có tốc độ dòng
chảy nhỏ hơn. Do khu vực có độ sâu lớn tập trung dọc theo trục vịnh nên hướng
dòng chảy chỉ có chiều vào và ra. Riêng khu vực phía nam của vịnh đã hình thành
hoàn lưu xoáy thuận tương đối rõ nét. Điều này có thể lý giải do vịnh Cam ranh là
một lạch hẹp, sâu nên dòng triều trên các tầng là tương đối đồng nhất. Nhìn chung
khả năng trao đổi nước trên toàn vịnh vào mùa khô là tương đối tốt, trừ dải ven bờ
phía tây đầm Thủy Triều (nơi có độ sâu nhỏ).
Vào mùa mưa, dòng chảy tầng mặt có tốc độ lớn tại khu vực trung tâm
vịnh dao động trong khoảng Vtb ≈ 0,25m/s, Vmax ≈ 0.50m/s và có xuất hiện xoáy
thuận phía nam tương đối rõ nét. Khả năng trao đổi nước trên toàn vịnh là khá tốt.
Theo đánh giá của các đề tài khác, thời kỳ này ngoài tác động của dòng chảy thì còn
có tác động đáng kể của sóng mặt giúp quá trình trao đổi nước được tốt hơn.
Sự phân bố của dòng chảy tại vịnh Cam Ranh cho thấy dòng triều có vai
trò quyết định trong quá trình trao đổi nước của vịnh. Trong vịnh Cam Ranh có
dòng chảy đồng nhất cà về hướng và cường độ, hướng dòng chảy tập trung theo xu
thế chảy vào – ra. Khu vực phía nam vịnh hình thành tương đối rõ nét hoàn lưu
xoáy thuận. Phần phía đông trao đổi nước tốt hơn bờ tây. Nhìn chung đây là vịnh có
sự trao đổi nước với biển lớn rất tốt.
2.1.6 Đặc điểm thủy triều và dao động mực nước
Vịnh Cam Ranh có dòng chảy chịu tác động của thủy triều là chủ yếu do
đó trao đổi nước, khả năng tự làm sạch, khả năng chống tai biến thiên nhiên phụ
thuộc chặt chẽ vào chế độ triều cũng như dao động mực nước. Vì vịnh trao đổi với
biển lớn thông qua 1 cửa nên chịu ảnh hưởng của chế độ triều trong khu vực biển
Khánh Hòa. Thủy triều trong khu vực biển Khánh Hòa mang tính chất nhật triều

35. 30
không đều. Các kết quả nghiên cứu và tính toán từ số liệu mực nước tại trạm Cầu
Đá Nha Trang cho thấy rằng, giá trị của chỉ số Vaderstok là 2.6. Kết quả thống kê
cùng chỉ ra rằng: mực nước cao nhất là 235cm, mực nước thấp nhất là 4cm, mực
nước trung bình là 124cm. Biên độ dao động mực nước lớn nhất trong năm là
222cm, trung bình là 212cm.
2.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI
Thành phố Cam Ranh gồm 9 phường và 18 xã. Tổng dân số thành phố ước
đạt 500.224 người, với mật độ dân số đạt 400 người/km2
. Dân cư chủ yếu là dân tộc
Kinh, phân bố không đồng đều, tập trung đông ở tất cả các phường và một số xã
như Cam Đức, Cam Bình, Cam Thành Bắc, Cam Hải Tây,… nơi nằm ven các trục
giao thông, cảng biển hoặc là địa bàn thuận lợi cho hình thành, phát triển đô thị và
các khu công nghiệp, địch vụ, du lịch.
Thành phố Cam Ranh có nhịp độ phát triển các ngành kinh tế khá cao, đặc
biệt là trong các ngành công nghiệp, dịch vụ và du lịch. Khu vực mang các đặc
điểm địa sinh thái của vùng ven biển Nam Trung Bộ, vì thế tài nguyên ven biển tạo
các sinh kế chính cho cộng đồng. bên cạnh hoạt động nông nghiệp (lúa và hoa màu)
ở các vùng đồng bằng nhỏ hẹp ven biển là hoạt động đánh bắt, nuôi trồng thủy hải
sản, khai thác khoáng sản và công nghiệp chế biến.
Nền kinh cơ cấu kinh tế chính của thành phố Cam Ranh là: công nghiệp,
nông nghiệp, du lịch, dịch vụ. Các ngành công nghiệp chủ yếu là: Chế biển thực
phẩm, đường, chế biến thức ăn thủy sản, chế biến các sản phẩm lâm nghiệp,…;
Công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, thủy sản đông lạnh, muối; Công nghiệp cơ
khí, hóa chất (Nhà máy sữa chữa ôtô, tàu thuyền, chất tẩy rửa…). Hoạt động sản
xuất nông nghiệp cũng đóng vai trò lớn trong tỷ trọng kinh tế của thành phố nhưng
cũng góp phần làm suy giảm chất lượng môi trường. Kinh tế thủy sản cũng là một
thế mạnh của Khánh Hòa nói chung và của Cam Ranh nói riêng. Sản lượng thủy sản
ước đạt 21.103 tấn, nuôi trồng đạt 3.602 tấn, trong đó tôm hùm trên 600 tấn, rong
sụn trên 2.165 tấn, nhuyễn thể 200 tấn, cá biển 20 tấn,… Tuy nhiên với phương
thức khai thác vẫn còn lạc hậu, các nguồn lợi tài nguyên và môi trường biển luôn bị
đe dọa và ngày càng cạn kiệt. Kinh tế du lịch cũng là một trong những ngành mũi

36. 31
nhọn của thành phố và tỉnh. Nhưng đây cũng là một lĩnh vực có nhiều sức ép đối
với các vấn đề tài nguyên, môi trường, xã hội cho các nhà quản lý, các nhà khoa học
cũng như toàn thể cộng đồng. Ngành giao thông vận tải biển đã và đang được chú ý,
đầu tư và phát triển ở Cam Ranh song vẫn chưa phát huy hết tiềm năng, công suất
cảng Ba Ngòi Cam Ranh hiện chỉ tiếp nhận hơn 1 lượt tàu/ngày là chưa đáng kể đối
với nền kinh tế của tỉnh. Trong tương lai khi chuyển cảng hàng hóa từ Nha Trang về
Cam Ranh, áp lực tàu thuyền ra vào sẽ tăng lên, bên cạnh đó áp lực của các vấn đề
về môi trường cũng sẽ tăng lên. Hệ thống cảng Ba Ngòi đang thực hiện nhiệm vụ
trung chuyển hàng hóa với trọng tải tương đối lớn, nơi neo đậu của các tàu khách du
lịch trong nước. Dọc theo bờ biển Cam Ranh là khu vực ra vào của các tàu cá công
suất cỡ nhỏ và còn là khu vực dân sinh dọc theo bờ vịnh. Đó cũng là những đểm
nóng có khả năng làm ô nhiễm vùng vịnh.
2.3 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG VỊNH CAM RANH
2.3.1 Các nguồn thải
Cam Ranh hướng tới một thành phố du lịch, công nghiệp và dịch vụ. Vì
vậy, trong nội thành phần lớn là các xí nghiệp có quy mô vừa và nhỏ, có khu công
nghiệp hỗ trợ cho phát triển kinh tế ở thành phố Nha Trang (chỉ tập trung phát triển
du lịch). Hệ thống nước thải từ các xí nghiệp đổ ra sông với hệ thống cống thải
nước sinh hoạt chưa qua xử lí trực tiếp hay gián tiếp đổ ra biển. Hệ thống nước thải
đổ vào các con sông chảy ra cửa sông với cường độ 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

37. 32
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.
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)

38. 33
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.
Hình 3.1: Bản đồ địa hình khu vực nghiên cứu

39. 34
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
- 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)

40. 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

41. 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 109o
5’28,546” đến 109o
15’00” , vĩ
độ từ 11o
48’43,842” đến 12o
07’30”.
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.

42. 37
Hình 3.5: Địa hình và lưới tính tam giác vùng nghiên cứu

43. 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
109o
11’28,688” đến 109o
12’11,200” , từ vĩ độ 11o
52’27,182” đến 11o
52’47,962”.
Giới hạn và vị trí tọa độ biên cứng từ kinh độ 109o
06’51,611”đến 109o
12’56,358”
từ vĩ độ 11o
49’13,508” đến 11o
07’07,814”.
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

44. 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 20o
C (dạng hòa tan) Hằng số 0.161 (/ngày)
3 Quá trình BOD: Tốc độ phân rã bậc 1 tại 20o
C (dạng lơ lửng) Hằng số 0.05 (/ngày)
4 Quá trình BOD: Tốc độ phân rã bậc 1 tại 20o
C (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

45. 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 200
C 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 200
C Hằng số 0.1 (/ngày)
33 Quá trình Nitrat: Hệ số nhiệt độ của tốc độ khử nitơ Hằng số 1.16 Phi thứ 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

46. 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.

47. 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.

48. 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

49. 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.

50. 45
Hình 3.8: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh,
kỳ triều cường, pha triều lên (mùa khô)

51. 46
Hình 3.9: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh,
kỳ triều cường, pha triều xuống (mùa khô)

52. 47
Hình 3.10: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh,
kỳ triều kiệt, pha triều lên (mùa khô)

53. 48
Hình 3.11: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh,
kỳ triều kiệt, pha triều xuống (mùa khô)

54. 49
Hình 3.12: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều,
kỳ triều cường, pha triều lên (mùa khô)

55. 50
Hình 3.13: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều,
kỳ triều cường, pha triều xuống (mùa khô)

56. 51
Hình 3.14: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều,
kỳ triều kiệt, pha triều lên (mùa khô)

57. 52
Hình 3.15: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều,
kỳ triều kiệt, pha triều xuống (mùa khô)

58. 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

59. 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

60. 55
Hình 3.17: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ
triều cường, lúc triều xuống

61. 56
Hình 3.18: Phân bố nồng độ NH3 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều
cường, lúc triều lên

62. 57
Hình 3.19: Phân bố nồng độ NH3 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ
triều cường, lúc triều xuống

63. 58
Hình 3.20: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều
cường, lúc triều lên

64. 59
Hình 3.21: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều
cường, lúc triều xuống

65. 60
Hình 3.22: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều
cường, lúc triều lên

66. 61
Hình 3.23: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều
cường, lúc triều xuống

67. 62
Hình 3.24: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều cường,
lúc triều lên

68. 63
Hình 3.25: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011, kỳ triều cường,
lúc triều xuống

69. 64
Hình 3.26: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa khô, tháng
5/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều lên

70. 65
Hình 3.27: Phân bố nồng độ BOD vùng nghiên cứu mùa khô, tháng
5/2011, kỳ triều kiệt, lúc triều xuống

71. 66
Hình 3.28: Phân bố nồng độ NH4 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011,
kỳ triều kiệt, lúc triều lên

72. 67
Hình 3.29: Phân bố nồng độ NH4 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011,
kỳ triều kiệt, lúc triều xuống

73. 68
Hình 3.30: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011,
kỳ triều kiệt, lúc triều lên

74. 69
Hình 3.31: Phân bố nồng độ NO3 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011,
kỳ triều kiệt, lúc triều xuống

75. 70
Hình 3.32: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011,
kỳ triều kiệt, lúc triều lên

76. 71
Hình 3.33: Phân bố nồng độ PO4 vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011,
kỳ triều kiệt, lúc triều xuống

77. 72
Hình 3.34: Phân bố nồng độ DO vùng nghiên cứu mùa khô, tháng 5/2011,
kỳ triều kiệt, lúc triều lên

78. 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

79. 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.

80. 75
Hình 3.36: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh,
kỳ triều cường, pha triều lên (mùa mưa)

81. 76
Hình 3.37: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh,
kỳ triều cường, pha triều xuống (mùa mưa)

82. 77
Hình 3.38: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh,
kỳ triều kiệt, pha triều lên (mùa mưa)

83. 78
Hình 3.39: Phân bố trường dòng chảy tại cửa vịnh,
kỳ triều kiệt, pha triều xuống (mùa mưa)

84. 79
Hình 3.40: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều,
kỳ triều cường, pha triều lên (mùa mưa)

85. 80
Hình 3.41: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều,
kỳ triều cường, pha triều xuống (mùa mưa)

86. 81
Hình 3.42: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều,
kỳ triều kiệt, pha triều lên (mùa mưa)

87. 82
Hình 3.43: Phân bố trường dòng chảy tại đầm Thủy Triều,
kỳ triều kiệt, pha triều xuống (mùa mưa)