(Luận án tiến sĩ) Đánh giá và dự báo chất lượng nước nuôi trồng thủy sản ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai, tỉnh Thừa Thiên Huế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA THỦY SẢN

TRƯƠNG VĂN ĐÀN

ĐÁNH GIÁ VÀ DỰ BÁO CHẤT LƯỢNG
NƯỚC NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở
ĐẦM PHÁ TAM GIANG – CẦU HAI,
TỈNH THỪA THIÊN HUẾ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN
MÃ NGÀNH: 9620301

CẦN THƠ, 2018


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA THỦY SẢN

TRƯƠNG VĂN ĐÀN

ĐÁNH GIÁ VÀ DỰ BÁO CHẤT LƯỢNG
NƯỚC NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở
ĐẦM PHÁ TAM GIANG – CẦU HAI,
TỈNH THỪA THIÊN HUẾ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN
MÃ SỐ: 9620301

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
PGS.TS. VŨ NGỌC ÚT

CẦN THƠ, 2018


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận án tốt nghiệp này ngoài sự nỗ lực, cố gắng của bản
thân tác giả đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ của thầy cô giáo trong
khoa Thủy sản của trường Đại học Cần Thơ và trường Đại học Nông Lâm, Đại
học Huế.
Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến PGS.TS. Vũ Ngọc Út
đã tận tình hướng dẫn trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận án.
Xin cám ơn chương trình VLIR-Network đã hỗ trợ kinh phí cho quá trình
thực hiện luân án. Tác giả xin gởi lời cám ơn sâu sắc đến PGS.TS. Trương Quốc
Phú, TS. Trần Văn Việt, TS. Huỳnh Trường Giang, PGS.TS. Văn Phạm Đăng
Trí đã góp ý và hướng dẫn tìm kiếm các tài liệu tham khảo bổ ích về lĩnh vực
môi trường, GIS và mô hình toán để giúp tôi tìm ra những hướng đi hay trong
quá trình thực hiện nghiên cứu này. Tác giả cũng xin chân thành cám ơn đến
tập thể cán bộ Bộ môn Quản lý Thủy sản, Khoa Thủy sản, Trường Đại học Nông
Lâm, Đại học Huế đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi có đầy đủ các trang thiết bị
thu mẫu và phân tích mẫu cũng như sắp xếp các công việc chuyên môn phù hợp
để tôi có đủ thời gian hoàn thành luận án đúng hạn. Xin chân thành cảm ơn tập
thể cán bộ Bộ môn Thủy sinh học ứng dụng, Khoa Thủy sản, Đại học Cần Thơ
đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi sinh hoạt về mặt chuyên môn trong thời gian
học tập trung. Xin gửi lời cám ơn đến Chi cục Thủy sản tỉnh Thừa Thiên Huế
và UBND các xã ven đầm phá tỉnh Thừa Thiên Huế đã tạo điều kiện giúp đỡ và
cung cấp tài liệu để tôi hoàn thành luận án này. Xin chân thành cảm ơn sự hỗ
trợ nhiệt tình và quý báu về chuyên môn mô hình toán dự báo chất lượng nước
của ThS. Nguyễn Thành Luân, Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về động

lực học sông biển, Viện khoa học Thủy lợi Việt Nam. Tác giả xin gởi lời cám
ơn chân thành đến các bạn sinh viên thuộc các lớp Quản lý Nguồn lợi Thủy sản
K46, K47, K48, lớp Nuôi trồng thủy sản K47 đã không ngại khó khăn cùng tác
giả tham gia các đợt thu thập mẫu và phân tích mẫu nhằm ghi nhận được các
kết quả nghiên cứu một cách tốt nhất. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cám ơn đến gia
đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học nghiên cứu sinh.
Mặc dù tôi có nhiều cố gắng nhưng do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm
bản thân, do đó không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong được sự đóng góp
ý kiến của quý thầy cô, bạn bè để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn.
Xin cám ơn!
Tác giả
Trương Văn Đàn


TÓM TẮT
Nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu là đánh giá tổng thể về hiện
trạng nuôi trồng thủy sản (NTTS) của các xã ven đầm phá Tam Giang – Cầu
Hai đồng thời đánh giá và dự báo diễn biến chất lượng nước (CLN), phân vùng
CLN làm cơ sở cho việc quy hoạch vùng nuôi tôm ven đầm phá hợp lý và hiệu
quả. Thông tin về hiện trạng NTTS các xã ven đầm phá Tam Giang – Cầu Hai
được thực hiện thông qua việc khảo sát 90 hộ ở 9 xã ven đầm phá. CLN được
đánh giá qua việc thu mẫu các thông số môi trường nước bao gồm nhiệt độ, pH,
DO, độ mặn, độ kiềm, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), tổng chất rắn hòa tan (TDS),
BOD5, N-NH3, N-NO3-, P-PO43-, tổng coliform. Việc thu mẫu được thực hiện
với 5 đợt/năm vào các thời điểm mùa khô (tháng 5), mùa mưa (tháng 10, 12),
và giao mùa (tháng 2 và tháng 8), tại 44 điểm để đánh giá CLN theo mùa. Đối
với đánh giá CLN theo ngày đêm, mẫu được thu liên tục tại 4 trạm (Tam Giang,
Thuận An, Trường Hà, Tư Hiền) vào thời điểm mùa khô (tháng 5) và mùa mưa
(tháng 11), trong 7 ngày liên tục/mùa, với chu kỳ 3 giờ/lần. Việc đánh giá CLN
ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai phục vụ cho hoạt động NTTS được thực hiện

bằng cách so sánh các thông số đo đạc với các Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia và
chỉ số CLN đầm phá (WQITGCH). Mô hình MIKE 21 được sử dụng để mô phỏng,
dự báo CLN ở vùng đầm phá Tam Giang – Cầu Hai. Kết quả cho thấy hoạt động
NTTS ven đầm phá Tam Giang – Cầu Hai diễn ra với 3 mô hình chính là nuôi
ao đất, nuôi cá lồng và nuôi chắn sáo với diện tích 4.215 ha năm 2017 với các
đối tượng nuôi chính là tôm sú, cua, cá dìa, cá kình. Về CLN, nhóm các thông
số cơ bản đều thích hợp cho NTTS. Các yếu tố như nhiệt độ, pH, DO, độ mặn,
độ kiềm ở thời điểm ban ngày cao hơn ban đêm, mùa khô cao hơn mùa mưa.
Giá trị pH ở các điểm gần bờ, gần cửa sông, gần kênh thải NTTS và sinh hoạt
vào mùa mưa thì không thích hợp cho nuôi tôm. Hàm lượng DO ở đầm Hà
Trung – Thủy Tú thấp hơn so với phá Tam Giang và đầm Cầu Hai. Đầm Hà
Trung – Thủy Tú có độ mặn cao nhất. Vào mùa mưa độ kiềm không thích hợp
cho nuôi tôm. Độ kiềm ở đầm Hà Trung – Thủy Tú cao nhất. Hàm lượng TDS
không biến động lớn theo ngày đêm nhưng ở mùa khô cao hơn mùa mưa. Nhóm
các thông số hữu cơ đã vượt ngưỡng cho NTTS ngoại trừ yếu tố TSS. Hàm
lượng TSS ít biến động theo ngày đêm và theo không gian đầm phá, mùa mưa
cao hơn mùa khô. BOD5 ít biến động theo quy luật ngày đêm nhưng mùa mưa
cao hơn mùa khô. Hàm lượng BOD5 thấp nhất ở khu vực đầm Hà Trung – Thủy
Tú. Thông số khí độc N-NH3 đã tiệm cận giới hạn. Hàm lượng N-NH3 ban ngày
cao hơn ban đêm, mùa mưa cao hơn mùa khô. Nhóm các thông số dinh dưỡng
đã vượt giới hạn cho phép, ngoại trừ yếu tố N-NO3-. Hàm lượng N-NO3-, PPO43- ban ngày thấp hơn ban đêm, mùa mưa cao hơn mùa khô. Khu vực đầm


Sam Chuồn có hàm lượng N-NO3-, P-PO43- cao nhất. Thông số vi sinh vẫn nằm
trong giới hạn cho phép. Tổng coliform ban ngày cao hơn ban đêm, mùa mưa
cao hơn mùa khô. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến CLN ở đầm phá Tam
Giang – Cầu Hai chia làm 2 nhóm chính. Nhóm 1 (hữu cơ, vi sinh, khí độc) bao
gồm NH3, tổng coliform, BOD5, TSS, N-NO3-, P-PO43-, DO và giải thích 60,7%
sự biến động CLN đầm phá. Nhóm 2 (vật chất hòa tan, yếu tố nền) bao gồm pH,
TDS, độ mặn, độ kiềm và giải thích 18,7% sự biến động CLN đầm phá. Chỉ số

CLN đầm phá Tam Giang – Cầu Hai được xây dựng theo phương pháp Delphi
với 10 thông số bao gồm nhiệt độ, pH, DO, độ mặn, độ kiềm, N-NO3-, P-PO43-,
BOD5, N-NH3 và tổng coliform. Chỉ số CLN đầm phá Tam Giang - Cầu Hai
biến động từ 44 – 79 (mùa mưa) và 52 – 84 (mùa khô). CLN đầm phá Tam
Giang – Cầu Hai có xu hướng ngày càng gia tăng các chất hữu cơ, các chất dinh
dưỡng theo thời gian hay nói cách khác là ngày càng bị ô nhiễm hữu cơ. Nghiên
cứu đã xây dựng được mô hình dự báo CLN đầm phá Tam Giang – Cầu Hai và
đã tiến hành dự báo CLN ven các khu NTTS tập trung vào tháng 2, 5, 8 năm
2020. Kết quả dự báo cho thấy, khu vực ven các xã Phú Mỹ và Lộc Điền bị ô
nhiễm hữu cơ nghiêm trọng với hàm lượng cao của các yếu tố BOD5 và P-PO43-.


ABSTRACT
The objectives of the study were to assess the overall status of aquaculture
in the communes along the Tam Giang - Cau Hai lagoon, analyze the variation
of water quality, formulate long-term water quality change, water quality zoning
to support a rational and effective planning of shrimp culture along the lagoon.
The status of current aquaculture activity was surveyed by investigating 90
households in 9 communes along the lagoon using prepared questionnaires.
Water quality was assessed by periodical sampling parameters including
temperature, pH, DO, salinity, alkalinity, total suspended solids (TSS), total
dissolved solids (TDS), BOD5, N-NH3, N-NO3-, P-PO43- and total coliform. All
samples were collected in 5 periods including the dry season (May), rainy
season (October and December), and transitional seasons (February and
August), at 44 stations to have a time series for seasonal change comparison.
For diurnal variation assessment, samples were collected continuously at four
stations (Tam Giang, Thuan An, Truong Ha, Tu Hien) during 24 hours in the
dry season (May) and rainy season (November) for 7 days with 3 hours
intervals. Assessment of water quality in Tam Giang - Cau Hai lagoon for
aquaculture activities was conducted by comparing each parameter with the

National Technical Regulation and lagoon water quality index (WQITGCH). The
MIKE 21 model was applied to formulate and predict water quality in Tam
Giang - Cau Hai lagoon. The results on aquaculture status showed that pond,
cage and enclosed nets are the main aquaculture systems along the Tam Giang
– Cau Hai lagoon with total area of 4,215 ha in 2017. Black tiger shrimp
(Penaeus monodon), mud crabs (Scylla paramamosain), rabbit fish (Siganus
guttatus and Siganus canaliculatus) are commonly cultured species. In terms of
water quality, the basis parameters were suitable for using water in the lagoon
for aquaculture. Temperature, pH, DO, salinity, alkalinity were higher during
daytime than nighttime, and higher in the dry season than in the rainy season.
In the rainy season, pH values in the near-shore areas, estuaries, aquaculture
sewage and domestic sewage channels were unsuitable for shrimp culture. DO
content in Ha Trung - Thuy Tu lagoon was lower than that of Tam Giang and
Cau Hai lagoons. Highest salinity was recorded in Ha Trung - Thuy Tu lagoon.
In the rainy season, alkalinity was not suitable for shrimp culture. Highest
alkalinity was also recorded in Ha Trung – Thuy Tu lagoon. TDS content did
not vary largely diurnally, but higher in the dry season than in the rainy season.
The organic parameters were exceeded the threshold for aquaculture except
TSS. TSS did not fluctuate largely both diurnaly and spatially. TSS content in
the rainy season was higher than that in the dry season. Similarly, BOD5 did not


fluctuate greatly during day and time but higher in the rainy season than in the
dry season. The content of BOD5 in Ha Trung - Thuy Tu lagoon was lowest.
Toxic parameter N-NH3 was close to the limit. N-NH3 content in daytime was
higher than in nighttime, and in rainy season was higher than in dry season.
Nutrient parameters exceeded the limit, except N-NO3-. Concentration of NNO3- and P-PO43- were lower in daytime than in nighttime, and higher in the
rainy season than in the dry season. Highest N-NO3- and P-PO43- concentration
were highest in Sam Chuon lagoon. Microbial parameter remained within the
acceptable limits. Total coliform in daytime was higher than in nighttime, and

in rainy season was higher than in dry season. From an analysis of principle
components (PCA), the water quality in Tam Giang - Cau Hai lagoon were
classified into two main groups. Group 1 (organic, microbial, toxic gas)
included NH3, total coliform, BOD5, TSS, N-NO3-, P-PO43-, DO and explains
60.7% of water quality variations in the lagoon. Group 2 (dissolved matter,
background factors) consisted of pH, TDS, salinity, alkalinity and explained
18.7% of variations of water quality in the lagoon. Water quality index (WQI)
in Tam Giang - Cau Hai lagoon was formulated using Delphi method based on
10 parameters including temperature, pH, DO, salinity, alkalinity, N-NO3-, PPO43-, BOD5, N-NH3 and total coliform. The result presents a range of 44 - 79
(rainy season) and 52 - 84 (dry season) of the index in Tam Giang – Cau Hai
lagoon. The organic matter and nutrient contents gradually increased by time in
several areas of Tam Giang – Cau Hai lagoon that could lead to a potential
organic pollution. In this study, a hydro-dynamic model has been developed for
water quality simulation and prediction in Tam Giang - Cau Hai lagoon. The
model was then succesfully applied for intensive areas during the months of
February, May, and August in 2020. The forecast results showed that the area
near Phu My and Loc Dien communes was seriously polluted with high levels
of BOD5 and P-PO43- parameters.


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam kết luận án “Đánh giá và dự báo chất lượng nước nuôi trồng thủy
sản ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai, tỉnh Thừa Thiên Huế” được hoàn thành
dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa
được dùng cho bất cứ luận án cùng cấp nào khác.

Cán bộ hướng dẫn

Tác giả luận án

PGS.TS. Vũ Ngọc Út

Trương Văn Đàn


MỤC LỤC
Chương 1: GIỚI THIỆU .............................................................................................. 1
1.1 Đặt vấn đề .............................................................................................................. 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu của luận án ........................................................................... 2
1.3 Ý nghĩa của luận án ................................................................................................ 3
1.3.1 Ý nghĩa khoa học ................................................................................................ 3
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................................. 3
1.4 Nội dung nghiên cứu .............................................................................................. 3
1.5 Điểm mới của luận án ............................................................................................ 3
Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................... 4
2.1 Giới thiệu chung về đầm phá ven biển ................................................................... 4
2.2 Tình hình nghiên cứu về CLN ở các đầm phá ven biển ......................................... 5
2.2.1 Trên Thế giới ....................................................................................................... 6
2.2.2 Trong nước .......................................................................................................... 9
2.3 Tổng quan về chỉ số CLN WQI ........................................................................... 10
2.3.1 Khái niệm về chỉ số CLN WQI ......................................................................... 10
2.3.2 Chỉ số CLN WQI ở một số quốc gia ................................................................. 11
2.3.3 Quy trình xây dựng WQI .................................................................................. 22
2.4 Tình hình ứng dụng GIS trong nghiên cứu thủy sản ............................................ 24
2.4.1 Trên thế giới ...................................................................................................... 24
2.4.1.1 Giai đoạn thập niên 90 của thế kỷ 20 ............................................................. 24
2.4.1.2 Giai đoạn năm 2000 – nay ............................................................................. 25

2.4.2 Trong nước ........................................................................................................ 28
2.5 Tổng quan về mô hình toán dự báo CLN ............................................................. 32
2.5.1 Khái niệm về mô hình toán ............................................................................... 32
2.5.2 Quy trình thiết lập mô hình CLN mặt ............................................................... 32
2.5.3 Các mô hình toán và điều kiện vận hành mô hình trong dự báo CLN mặt ....... 34
2.5.4 Tình hình ứng dụng mô hình toán trong mô phỏng CLN ở một số loại hình thủy
vực .............................................................................................................................. 37
2.5.4.1 Thủy vực đầm phá ven biển ........................................................................... 37
2.5.4.2 Thủy vực khác ................................................................................................ 38
Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................. 43
3.1 Vật liệu nghiên cứu .............................................................................................. 43
3.2 Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 43


3.2.1 Phương pháp nghiên cứu hiện trạng NTTS ven đầm phá ................................. 43
3.2.2 Phương pháp đánh giá CLN ven đầm phá thông qua từng thông số ....................... 44
3.2.2.1 Phương pháp thu và bảo quản mẫu nước ....................................................... 44
3.2.2.2 Phương pháp phân tích mẫu ........................................................................... 46
3.2.2.3 Cơ sở đánh giá CLN đầm phá Tam Giang – Cầu Hai thông qua từng thông
số ................................................................................................................................ 47
3.2.3 Phương pháp đánh giá CLN ven đầm phá thông qua chỉ số CLN WQI .................... 47
3.2.3.1 Phương pháp xây dựng chỉ số CLN đầm phá WQITGCH ................................ 47
3.2.3.1.1 Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia ............................................................ 47
3.2.3.1.2 Phương pháp xác định các yếu tố quan trọng ............................................. 49
3.2.3.1.3 Phương pháp xác định trọng số các yếu tố quan trọng ............................... 49
3.2.3.1.4 Phương pháp xác định chỉ số phụ qi............................................................ 49
3.2.3.1.5 Phương pháp xác định công thức tính WQITGCH và bảng phân loại CLN nuôi
tôm ............................................................................................................................. 49
3.2.3.2 Phương pháp đánh giá và phân loại CLN đầm phá cho hoạt động nuôi tôm theo
chỉ số CLN WQI ........................................................................................................ 50

3.2.4 Phương pháp dự báo CLN thông qua mô hình toán ......................................... 50
3.2.5 Phương pháp GIS .............................................................................................. 55
3.2.6 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ............................................................ 56
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................. 57
4.1 Hiện trạng NTTS ven đầm phá Tam Giang – Cầu Hai ........................................ 57
4.2 Đánh giá CLN đầm phá Tam Giang – Cầu Hai ................................................... 69
4.2.1 Lựa chọn các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến CLN đầm phá Tam Giang – Cầu
Hai .............................................................................................................................. 69
4.2.1.1 Phân nhóm các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến CLN đầm phá ................. 69
4.2.1.2 Sự tác động của các yếu tố môi trường đến CLN ở đầm phá Tam Giang – Cầu
Hai .............................................................................................................................. 70
4.2.1.3 Mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai . 74
4.2.2 Đánh giá CLN đầm phá Tam Giang – Cầu Hai thông qua từng thông số ........ 75
4.2.1.1 Đánh giá nhóm các thông số cơ bản (pH, DO, độ mặn, độ kiềm, TDS)........ 75
4.2.2.2 Đánh giá nhóm các thông số hữu cơ .............................................................. 91
4.2.2.3 Đánh giá hàm lượng khí độc N-NH3 theo thời gian và không gian ................... 98
4.2.2.4 Đánh giá nhóm các yếu tố dinh dưỡng (N-NO3- và P-PO43-)....................... 102
4.2.2.5 Đánh giá thông số vi sinh tổng coliform (TC) theo thời gian và không
gian ........................................................................................................................... 109


4.2.3 Đánh giá CLN đầm phá Tam Giang – Cầu Hai thông qua chỉ số CLN (WQITGCH)
.................................................................................................................................. 113
4.2.3.1 Xây dựng chỉ số CLN (WQITGCH)................................................................ 113
4.2.3.2 Ứng dụng chỉ số CLN (WQITGCH) đánh giá CLN đầm Tam Giang - Cầu Hai,
tỉnh Thừa Thiên Huế ................................................................................................ 121
4.3 Dự báo CLN đầm phá Tam Giang – Cầu Hai ...................................................... 124
4.3.1 Xu hướng biến đổi CLN ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai ........................... 124
4.3.2 Dự báo CLN ở một số khu NTTS tập trung ven đầm phá Tam Giang – Cầu
Hai ............................................................................................................................ 127

4.3.2.1 Dự báo CLN cho NTTS ven đầm phá Tam Giang – Cầu Hai đợt tháng
2/2020....................................................................................................................... 128
4.3.2.2 Dự báo CLN cho NTTS ven đầm phá Tam Giang – Cầu Hai đợt tháng
5/2020....................................................................................................................... 133
4.3.2.3 Dự báo CLN cho NTTS ven đầm phá Tam Giang – Cầu Hai đợt tháng
8/2020....................................................................................................................... 138
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .............................................................. 144
5.1 Kết luận .............................................................................................................. 144
5.2 Đề xuất ............................................................................................................... 145
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 146
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 156
PHỤ LỤC 1: BẢNG CÂU HỎI ĐIỀU TRA HIỆN TRẠNG NUÔI TRỒNG THỦY
SẢN VEN ĐẦM PHÁ TAM GIANG – CẦU HAI, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ ... 156
PHỤ LỤC 2: CÁC THÔNG SỐ CLN KHẢO SÁT TẠI CÁC THỜI ĐIỂM VÀ ĐỊA
ĐIỂM Ở KHU VỰC ĐẦM PHÁ TAM GIANG- CẦU HAI, TỈNH THỪA THIÊN
HUẾ ......................................................................................................................... 160
PHỤ LỤC 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH DÒNG CHẢY VÀ CLN Ở ĐẦM PHÁ TAM
GIANG – CẦU HAI, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ ................................................... 189


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1: Phân loại CLN theo NSF – WQI..................................................... 12
Bảng 2.2: Phân loại CLN theo VN-WQI ......................................................... 18
Bảng 2.3: Mức hướng dẫn của các thông số .................................................... 22
Bảng 3.1: Cơ cấu mẫu khảo sát các mô hình NTTS khu vực đầm phá Tam Giang
- Cầu Hai .......................................................................................................... 43
Bảng 3.2: Tọa độ các điểm thu mẫu trong khu vực đầm phá Tam Giang- Cầu
Hai .................................................................................................................... 45
Bảng 3.3: Phương pháp phân tích các thông số CLN ....................................... 46
Bảng 3.4: Thang điểm tương quan giữa giá trị các yếu tố và điểm số đánh giá

CLN .................................................................................................................. 49
Bảng 3.5: Thông số đầu vào cơ bản của mô hình MIKE 21 ........................... 51
Bảng 3.6: Các thông số trong modun ECOLAB của mô hình MIKE ............. 53
Bảng 4.1: Phương thức NTTS ven đầm phá theo mô hình nuôi (%) .............. 59
Bảng 4.2: Mật độ con giống các đối tượng nuôi ở đầm phá Tam Giang – Cầu
Hai .................................................................................................................... 59
Bảng 4.3: Tỷ lệ kiểm tra giống theo mô hình nuôi trong khu vực NTTS ở đầm
phá Tam Giang - Cầu Hai ................................................................................ 61
Bảng 4.4: Tỷ lệ xử lý nước cấp và nước thải khu vực NTTS ở đầm phá Tam
Giang - Cầu Hai ............................................................................................... 62
Bảng 4.5: Tỷ lệ xử lý nước cấp và nước thải theo không gian trong khu vực
NTTS ở đầm phá Tam Giang - Cầu Hai .......................................................... 62
Bảng 4.6. Sản lượng các đối tượng nuôi ở các mô hình nuôi ven đầm phá Tam
Giang – Cầu Hai .............................................................................................. 66
Bảng 4.7: Hệ số tương quan giữa các yếu tố với thành phần chính PC1 và
PC2................................................................................................................... 71
Bảng 4.8: Biến động yếu tố pH theo thời gian ................................................ 75
Bảng 4.9: Biến động các thông số cơ bản theo thời gian ................................ 79
Bảng 4.10: Trọng số (wi) của 10 thông số quan trọng ................................... 115
Bảng 4.11: Hàm CLN xác định chỉ số phụ qi ................................................ 117
Bảng 4.12: Giá trị WQI dùng để phân loại CLN đầm phá cho nuôi tôm ...... 118
Bảng 4.13: Chỉ số WQI và WQI hiệu chỉnh khi đủ và thiếu số liệu ............. 119
Bảng 4.14: Chỉ số CLN đầm phá Tam Giang - Cầu Hai theo mùa ............... 121


Bảng 4.15: Kết quả dự báo CLN tháng 2/2020 ở ven các khu NTTS trên đầm
phá Tam Giang – Cầu Hai ............................................................................. 129
Bảng 4.16: Kết quả dự báo CLN tháng 5/2020 ở ven các khu NTTS trên đầm
phá Tam Giang – Cầu Hai ............................................................................. 134
Bảng 4.17: Kết quả dự báo CLN tháng 8/2020 ở ven các khu NTTS trên đầm

phá Tam Giang – Cầu Hai ............................................................................. 139


DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1: Mô hình đầm phá .............................................................................. 4
Hình 3.1: Bản đồ vị trí thu mẫu theo mặt cắt................................................... 44
Hình 3.2: Các giai đoạn xây dựng chỉ số CLN ................................................ 48
Hình 3.3: Sơ đồ thực hiện dự báo CLN bằng mô hình MIKE 21 .................... 51
Hình 4.1: Diện tích NTTS ven đầm phá Tam Giang – Cầu Hai...................... 57
Hình 4.2: Đối tượng nuôi ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai .......................... 58
Hình 4.3: Thời gian nuôi.................................................................................. 60
Hình 4.4: Các bệnh thường gặp trên tôm, cá nuôi ở khu vực ven đầm phá Tam
Giang – Cầu Hai .............................................................................................. 63
Hình 4.5: Nguyên nhân gây bệnh trên tôm, cá nuôi ở khu vực ven đầm phá Tam
Giang – Cầu Hai .............................................................................................. 63
Hình 4.6: Thuận lợi của hoạt động NTTS ven đầm phá .................................. 67
Hình 4.7: Khó khăn của hoạt động NTTS ven đầm phá .................................. 68
Hình 4.8: Giải pháp phát triển hoạt động NTTS ven đầm phá ........................ 68
Hình 4.9: Đồ thị phân cụm theo thứ bậc các yếu tố môi trường ..................... 69
Hình 4.10: Đồ thị mức đóng góp (%) của các thành phần (PC) ...................... 70
Hình 4.11: Biểu đồ giải thích nhóm các yếu tố tác động chính đến tính chất môi
trường tại khu vực nghiên cứu ......................................................................... 71
Hình 4.12: Mức độ đóng góp của mỗi yếu tố đến thành phần thứ nhất (PC1) ...... 73
Hình 4.13: Mức độ đóng góp của mỗi yếu tố đến thành phần thứ hai (PC2) ........ 73
Hình 4.14: Đồ thị Correlogram biểu diễn tương quan giữa các yếu tố môi trường
.......................................................................................................................... 74
Hình 4.15: Biến động pH mùa khô trong khu vực đầm phá Tam Giang – Cầu
Hai .................................................................................................................... 82
Hình 4.16: Biến động pH mùa mưa trong khu vực đầm phá Tam Giang – Cầu
Hai .................................................................................................................... 82

Hình 4.17: Biến động DO mùa khô trong khu vực đầm phá Tam Giang – Cầu
Hai .................................................................................................................... 84
Hình 4.18: Biến động DO mùa mưa trong khu vực đầm phá Tam Giang – Cầu
Hai .................................................................................................................... 84
Hình 4.19: Biến động độ mặn mùa khô trong khu vực đầm phá Tam Giang –
Cầu Hai ............................................................................................................ 86


Hình 4.20: Biến động độ mặn mùa mưa trong khu vực đầm phá Tam Giang –
Cầu Hai ............................................................................................................ 86
Hình 4.21: Biến động độ kiềm mùa khô trong khu vực đầm phá Tam Giang –
Cầu Hai ............................................................................................................ 88
Hình 4.22: Biến động độ kiềm mùa mưa trong khu vực đầm phá Tam Giang –
Cầu Hai ............................................................................................................ 88
Hình 4.23: Biến động TDS mùa khô trong khu vực đầm phá Tam Giang – Cầu
Hai .................................................................................................................... 90
Hình 4.24: Biến động TDS mùa mưa trong khu vực đầm phá Tam Giang – Cầu
Hai .................................................................................................................... 90
Hình 4.25: Biến động hàm lượng TSS theo ngày đêm trong khu vực đầm phá
Tam Giang – Cầu Hai ...................................................................................... 91
Hình 4.26: Biến động hàm lượng TSS theo mùa trong khu vực đầm phá Tam
Giang – Cầu Hai .............................................................................................. 91
Hình 4.27: Biến động TSS mùa khô trong khu vực đầm phá Tam Giang – Cầu Hai
.......................................................................................................................... 93
Hình 4.28: Biến động TSS mùa mưa trong khu vực đầm phá Tam Giang – Cầu Hai
.......................................................................................................................... 93
Hình 4.29: Biến động hàm lượng BOD5 theo ngày đêm trong khu vực đầm phá
Tam Giang – Cầu Hai ...................................................................................... 94
Hình 4.30: Biến động hàm lượng BOD5 theo mùa trong khu vực đầm phá Tam
Giang – Cầu Hai .............................................................................................. 94

Hình 4.31: Biến động BOD5 mùa khô trong đầm phá Tam Giang – Cầu Hai
Hình 4.32: Biến động BOD5 mùa mưa trong đầm phá Tam Giang – Cầu Hai 97
Hình 4.33: Biến động hàm lượng N-NH3 theo ngày đêm trong khu vực đầm phá
Tam Giang – Cầu Hai ...................................................................................... 98
Hình 4.34: Biến động hàm lượng N-NH3 theo mùa trong khu vực đầm phá Tam
Giang – Cầu Hai .............................................................................................. 99
Hình 4.35: Biến động hàm lượng N-NH3 mùa khô trong khu vực đầm phá Tam
Giang – Cầu Hai ............................................................................................ 101
Hình 4.36: Biến động hàm lượng N-NH3 mùa mưa trong khu vực đầm phá Tam
Giang – Cầu Hai ............................................................................................ 101
Hình 4.37: Biến động N-NO3- theo ngày đêm trong khu vực đầm phá Tam Giang
– Cầu Hai ....................................................................................................... 102


Hình 4.38: Biến động N-NO3- theo mùa trong khu vực đầm phá Tam Giang –
Cầu Hai .......................................................................................................... 103
Hình 4.39: Biến động N-NO3- mùa khô trong khu vực đầm phá Tam Giang –
Cầu Hai .......................................................................................................... 104
Hình 4.40: Biến động N-NO3- mùa mưa trong khu vực đầm phá Tam Giang –
Cầu Hai .......................................................................................................... 105
Hình 4.41: Biến động P-PO43- theo ngày đêm trong khu vực đầm phá Tam Giang
– Cầu Hai ....................................................................................................... 105
Hình 4.42: Biến động P-PO43- theo mùa trong khu vực đầm phá Tam Giang –
Cầu Hai .......................................................................................................... 106
Hình 4.43: Biến động P-PO43- mùa khô theo không gian đầm phá Tam Giang –
Cầu Hai .......................................................................................................... 108
Hình 4.44: Biến động P-PO43- mùa mưa theo không gian đầm phá Tam Giang –
Cầu Hai .......................................................................................................... 108
Hình 4.45: Biến động mật độ TC theo ngày đêm trong khu vực đầm phá Tam
Giang – Cầu Hai ............................................................................................ 109

Hình 4.46: Biến động mật độ TC theo mùa trong khu vực đầm phá Tam Giang
– Cầu Hai ....................................................................................................... 109
Hình 4.47: Biến động TC mùa khô theo không gian đầm phá Tam Giang – Cầu
Hai .................................................................................................................. 112
Hình 4.48: Biến động TC mùa mưa theo không gian đầm phá Tam Giang – Cầu
Hai .................................................................................................................. 112
Hình 4.49: Điểm số của các yếu tố ................................................................ 113
Hình 4.50: Số yếu tố sử dụng trong các bộ WQI........................................... 114
Hình 4.51: Các yếu tố xuất hiện trong các bộ WQI ...................................... 114
Hình 4.52: Mối quan hệ giữa nhiệt độ và qi .................................................. 116
Hình 4.53: Mối quan hệ giữa pH và qi........................................................... 116
Hình 4.54: Mối quan hệ giữa DO và qi .......................................................... 116
Hình 4.55: Mối quan hệ giữa độ mặn và qi.................................................... 116
Hình 4.56: Mối quan hệ giữa độ kiềm và qi ................................................. 116
Hình 4.57: Mối quan hệ giữa P-PO43- và qi .................................................. 116
Hình 4.58: Mối quan hệ giữa N-NO3- và qi .................................................. 116
Hình 4.59: Mối quan hệ giữa BOD5 và qi ..................................................... 116
Hình 4.60: Mối quan hệ giữa N-NH3 và qi ................................................... 117


Hình 4.61: Mối quan hệ giữa Tổng coliform và qi ............................................ 117
Hình 4.63: Phân vùng WQI ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai vào mùa mưa
........................................................................................................................ 123
Hình 4.62: Phân vùng WQI ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai vào mùa khô 123
Hình 4.64: Giao diện phần mềm tính toán trực tuyến chỉ số WQITGCH ......... 124
Hình 4.65: Xu hướng biến động DO ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai ....... 125
Hình 4.66: Xu hướng biến động hàm lượng BOD5 ở đầm phá Tam Giang – Cầu
Hai .................................................................................................................. 125
Hình 4.67: Xu hướng biến động hàm lượng N-NO3- ở đầm phá Tam Giang –
Cầu Hai .......................................................................................................... 126

Hình 4.68: Xu hướng biến động hàm lượng P-PO43- ở đầm phá Tam Giang –
Cầu Hai .......................................................................................................... 126
Hình 4.69: Trạm dự báo CLN cho NTTS ven đầm phá Tam Giang – Cầu Hai
........................................................................................................................ 128
Hình 4.70: Mô phỏng nhiệt độ đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 2/2020
........................................................................................................................ 130
Hình 4.71: Mô phỏng độ mặn đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 2/2020
........................................................................................................................ 130
Hình 4.72: Mô phỏng DO đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 2/2020 ..... 131
Hình 4.73: Mô phỏng BOD5 đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 2/2020 . 131
Hình 4.74: Mô phỏng N-NO3- đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 2/2020
........................................................................................................................ 132
Hình 4.75: Mô phỏng P-PO43- đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 2/2020
........................................................................................................................ 132
Hình 4.76: Mô phỏng tổng coliform đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng
2/2020 ............................................................................................................ 133
Hình 4.77: Mô phỏng nhiệt độ đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 5/2020
........................................................................................................................ 135
Hình 4.78: Mô phỏng độ mặn đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 5/2020
........................................................................................................................ 135
Hình 4.79: Mô phỏng DO đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 5/2020 ..... 136
Hình 4.80: Mô phỏng BOD5 đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 5/2020 . 136
Hình 4.81: Mô phỏng N-NO3- đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 5/2020
........................................................................................................................ 137


Hình 4.82: Mô phỏng P-PO43- đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 5/2020
........................................................................................................................ 137
Hình 4.83: Mô phỏng tổng coliform đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng
5/2020 ............................................................................................................ 138

Hình 4.84: Mô phỏng nhiệt độ đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 8/2020
........................................................................................................................ 140
Hình 4.85: Mô phỏng độ mặn đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 8/2020
........................................................................................................................ 140
Hình 4.86: Mô phỏng DO đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 8/2020 ..... 141
Hình 4.87: Mô phỏng BOD5 đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 8/2020 . 141
Hình 4.88: Mô phỏng N-NO3- đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 8/2020
........................................................................................................................ 142
Hình 4.89: Mô phỏng P-PO43- đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng 8/2020
........................................................................................................................ 142
Hình 4.90: Mô phỏng tổng coliform đầm phá Tam Giang – Cầu Hai tháng
8/2020 ............................................................................................................ 143


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BOD: Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical oxygen demand)
CLN: Chất lượng nước
COD: Nhu cầu oxy hóa học (Chemical oxygen demand)
DO: Oxy hòa tan (Dissolved oxygen)
FC: Coliform phân (Fecal coliform)
GIS: Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System)
GPS: Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System)
KTTS: Khai thác Thủy sản
NLTS: Nguồn lợi Thủy sản
NNPTNT: Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
NTTS: Nuôi trồng Thủy sản
N-NH3: Amoniac (Ammonia)
N-NH4+: Amoni (Ammonium)
N-NO3-: Nitrate
PCA: Phân tích thành phần chính (Principal Component Analysis)

P-PO43-: Phosphate
TC: Tổng coliform (Total coliform)
TDS: Tổng chất rắn hòa tan (Total dissolved solids)
TNMT: Tài nguyên Môi trường
T-N: Tổng nitơ (Total nitrogen)
T-P: Tổng phospho (Total phosphorus)
TS: Tổng chất rắn (Total solids)
TSS: Tổng chất rắn lơ lửng (Total suspended solids)
UBND: Ủy ban nhân dân
WQI: Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index)
XNM: Xâm nhập mặn


Chương 1: GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Hệ thống đầm phá Tam Giang – Cầu Hai ở tỉnh Thừa Thiên Huế là một
thủy vực nước lợ ven biển điển hình. Đây là hệ thống đầm phá lớn nhất Đông
Nam Á có diện tích khoảng 22.000ha, chiều dài khoảng 70km, trải dài từ cửa
sông Ô Lâu đến đầm Cầu Hai, thông với biển qua 2 cửa biển Thuận An và Tư
Hiền (Nguyễn Đính và Phạm Thị Diệu My, 2005). Hệ thống đầm phá Tam
Giang - Cầu Hai đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình điều hòa dòng
chảy, ngăn chặn sự xâm nhập mặn (XNM), ngoài ra nó còn được khai thác để
phục vụ giao thông, du lịch, đánh bắt và nuôi trồng thủy sản (NTTS). Nhìn
chung, môi trường nước lợ của đầm phá đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự phân
bố và phát triển đa dạng của các thủy sinh vật, mang lại một nguồn lợi thủy sản
(NLTS) đáng kể cho cộng đồng 300.000 cư dân sinh sống ven bờ (Nguyễn Văn
Hợp và ctv., 2005). Những năm gần đây, diện tích NTTS ven đầm phá đã tăng
lên đáng kể, đóng góp vào tổng thu nhập quốc dân. Năm 2016, diện tích nuôi
tôm của tỉnh Thừa Thiên - Huế là 2.937 ha, trong đó, diện tích nuôi tôm sú đạt
2.387 ha do tỉnh có lợi thế đầm phá Tam Giang - Cầu Hai (Tổng cục Thủy sản,

2017), định hướng đến năm 2020 đạt hơn 4.735ha (UBND tỉnh Thừa Thiên Huế,
2011). Tuy nhiên để đánh giá hiệu quả hoạt động NTTS cũng như phục vụ công
tác quy hoạch vùng nuôi hiệu quả thì trước hết cần phải đánh giá được hiện
trạng NTTS của vùng.
Trong những năm gần đây, đã có nhiều chương trình và dự án nghiên cứu
về môi trường vùng đầm phá như Dự án “Nghiên cứu phát triển bền vững vùng
đầm phá ở tỉnh Thừa Thiên Huế” giai đoạn 1998 - 2003 do Vùng Nord Pas de
Calais Pháp tài trợ (Thua Thien Hue – Vietnam and Nord Pas de Calais – France,
2003) và Dự án “Quản lý tổng hợp vùng ven bờ” giai đoạn 2001 - 2005 do Hà
Lan tài trợ (CZMC/RIKZ, 2003)…. Những dự án này đã thu thập được các dữ
liệu về chất lượng nước (CLN), tình trạng ô nhiễm và đa dạng sinh học của sông
Hương và hệ thống đầm phá Tam Giang – Cầu Hai. Tuy nhiên các dự án này
chưa liên kết được bức tranh hiện trạng với diễn biến CLN cũng như chưa dự
báo được diễn biến CLN trong tương lai phục vụ hoạt động NTTS. Vì vậy, các
nhà quản lý rất khó để thông tin chính xác về CLN và định hướng phát triển
nghề nuôi thủy sản trên vực nước này. Bên cạnh đó, diễn biến dịch bệnh bùng
phát ở nhiều địa phương nuôi tôm ven đầm phá làm thiệt hại lớn cho người nuôi.
Nguyên nhân gây ra dịch bệnh là do thức ăn, con giống, quản lý…và một trong
những nguyên nhân lớn nhất là vấn đề ô nhiễm môi trường nước. Nguồn nước
ven phá đưa vào nuôi không được thông tin cụ thể về chất lượng và tình trạng ô
nhiễm.
1


Mặt khác, hiện trạng CLN đầm phá Tam Giang – Cầu Hai đang phải đối
mặt với những vấn đề hữu cơ, sự phú dưỡng và ô nhiễm vi khuẩn (Nguyễn Văn
Hợp và ctv., 2005). Nguyên nhân chính gây ra những vấn đề đó là các nguồn
thải từ các hoạt động NTTS và nông nghiệp vì chúng đóng góp chủ yếu trên
98% vào tải lượng ô nhiễm hữu cơ và các chất dinh dưỡng. Điều này càng khẳng
định thêm sự cần thiết phải đánh giá CLN hiện tại và dự báo CLN trong tương

lai để có một quy hoạch phát triển NTTS và bảo vệ môi trường nước đầm phá
bền vững.
Trong thủy sản, hệ thống thông tin địa lý (GIS) đã được ứng dụng kể từ giữa
những năm 1980. Đầu thập niên 90 thì GIS mới áp dụng rộng rãi vào nghiên
cứu các vùng NTTS (Aguilar-Manjarrez and Ross, 1995). GIS mang lại khả
năng phân tích và biểu diễn rất nhiều dữ liệu được cung cấp từ nhiều nguồn
khác nhau. Vì thế, GIS có khả năng hỗ trợ quản lý, lập ra kế hoạch, quyết định
việc phát triển thủy sản (Meaden and Thang, 1996). Thêm vào đó, GIS còn cung
cấp các công cụ để số hóa bản đồ, xây dựng các bản đồ về các đối tượng trên
mặt đất như vị trí ao hồ, kênh nước thải, vị trí nò sáo…Ở Việt Nam, các công
trình nghiên cứu ứng dụng GIS trong lĩnh vực NTTS còn rất hạn chế, chủ yếu
tập trung vào quy hoạch tổng thể cho các vùng ven biển hoặc một mảng đề tài
nhỏ của các dự án. Tuy nhiên, các nghiên cứu ứng dụng GIS này mới chỉ dừng
lại ở mức vẽ bản đồ quy hoạch vùng, chưa đi sâu vào điều tra, phân tích thông
tin thuộc tính và không gian (Lê Công Tuấn và Lê Thị Hạnh, 2009). Vì vậy, ứng
dụng GIS để nghiên cứu hiện trạng NTTS và đánh giá CLN là một hướng đi
hay trong lĩnh vực thủy sản. Bên cạnh đó, việc ứng dụng mô hình toán để mô
phỏng, dự báo CLN trong tương lai ở vùng đầm phá là một hướng nghiên cứu
mới, chưa được áp dụng nhiều ở khu vực đầm phá ven biển Việt Nam và trong
lĩnh vực thủy sản.
Chính vì những lý do trên, việc nghiên cứu đánh giá và dự báo CLN cho
NTTS ở đầm Tam Giang – Cầu Hai có sự hỗ trợ của GIS và mô hình toán đã
được tiến hành.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu của luận án
Mục tiêu của nghiên cứu nhằm đánh giá tổng thể về hiện trạng NTTS của
các xã ven đầm phá Tam Giang – Cầu Hai đồng thời đánh giá và dự báo diễn
biến CLN, phân vùng CLN làm cơ sở cho việc quy hoạch vùng nuôi tôm ven
đầm phá hợp lý và hiệu quả.

2

1.3 Ý nghĩa của luận án
1.3.1 Ý nghĩa khoa học
Đây là một hướng đi mới trong lĩnh vực nghiên cứu về môi trường nước
cho NTTS. Kết quả của đề tài sẽ bổ sung dẫn liệu về hiện trạng NTTS và môi
trường nước ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai làm cơ sở để quy hoạch, phát
triển NTTS trong khu vực này. Đề tài còn cung cấp công cụ mới trong việc đánh
giá, phân vùng và dự báo CLN vùng đầm phá và quy trình kỹ thuật tiến hành
công cụ đó.
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả của luận án cung cấp cho các nhà quản lý và người dân hiện trạng
NTTS và CLN ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai phục vụ hoạt động nuôi thủy
sản ở đây. Việc lượng hóa được CLN sẽ giúp cho các nhà quản lý dễ dàng hơn
trong việc ra các quyết định liên quan đến các hoạt động NTTS thuộc khu vực
họ quản lý. Bên cạnh đó, kết quả dự báo giúp các nhà quản lý có định hướng
quy hoạch NTTS trong tương lai hiệu quả.
1.4 Nội dung nghiên cứu
- Khảo sát hiện trạng NTTS ven đầm phá Tam Giang – Cầu Hai
- Đánh giá CLN ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai.
- Xây dựng chỉ số CLN và áp dụng đánh giá ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai.
- Dự báo diễn biến CLN trong tương lai ở một số khu NTTS tập trung ven
đầm phá Tam Giang – Cầu Hai thông qua mô hình MIKE 21.
1.5 Điểm mới của luận án
Luận án đã cung cấp được dẫn liệu mới nhất về hiện trạng NTTS và CLN
vùng đầm phá Tam Giang – Cầu Hai với sự hỗ trợ của công nghệ GIS. Luận án
đã xây dựng được bộ chỉ số CLN (WQITGCH) và bộ chỉ số CLN hiệu chỉnh
(WQITGCHhieuchinh) dành riêng cho đầm phá Tam Giang – Cầu Hai để đánh giá
CLN nuôi tôm. Luận án cũng xây dựng được mô hình dự báo CLN vùng đầm
phá Tam Giang – Cầu Hai cho hoạt động NTTS và dữ liệu dự báo theo thời gian

ở các khu NTTS tập trung ven đầm phá.

3


Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Giới thiệu chung về đầm phá ven biển
Đầm phá là vùng nước nông ven bờ ngăn cách với biển bởi các dải đất đá
nằm song song với bờ biển. Các cửa biển (tự nhiên hoặc nhân tạo) cắt ngang
qua các dải đất đá và cho phép thủy triều đưa nước vào ra đầm phá (Hình 2.1)
(Abigail et al., 2009).
ĐẦM PHÁ

Công trình bảo vệ bờ
Cồn cát

Cát xâm lẫn
Bãi bồi phù sa
Cồn ngầm thủy triều
Đầm lầy
ngập mặn

Cửa biển
Cồn chắn cửa
do lũ-triều

Lạch nhỏ
ĐẦM PHÁ

Bờ biển

Viện Nghiên
cứu ven
biển, Đại
học Rhode
Island, 2008

ĐẠI
DƯƠNG

Hình 2.1: Mô hình đầm phá (Abigail et al., 2009)
Đầm phá bao gồm 2 loại là đầm phá ven bờ và đầm phá xa bờ. Đầm phá
ven bờ (coastal lagoon) là một vực nước ven bờ thường có hình dáng kéo dài
song song với đường bờ, tạo ra do một hệ thống cồn cát chắn và ăn thông với
biển qua một hay nhiều cửa thường xuyên hay cửa mở định kỳ về mùa mưa.
Khác với đầm phá ven bờ, đầm phá xa bờ tạo ra do các ám tiêu vòng (bãi đá
hoặc bãi cát ngầm) (Hungspreugs, 1988). Các đầm phá nhận nước ngọt từ sông
qua cửa sông (estuary) và đổ nước ra biển qua cửa biển (inlet). Những đầm phá
này hoạt động như một hồ chứa, trong mùa lũ, chúng nhận một lượng nước ngọt
trước khi đổ ra biển, lúc này chúng như một con sông. Vào mùa kiệt với thời
gian dài và với lượng nước ngọt rất ít, mực nước đầm phá xuống thấp, lúc đó
4


nước biển theo thuỷ triều tràn vào nên bị mặn hoá, lúc này chúng lại mang tính
chất của các đầm phá nước mặn, thường phát triển phổ biến ở ven bờ Ấn Độ Thái Bình Dương (Birt, 1967). Trong quá trình lấn biển tự nhiên, những vận
động kiến tạo, dòng biển ven bờ và dòng của các con sông đóng vai trò cực kỳ
quan trọng. Dòng biển ven bờ chảy song song với bờ biển, mang đến nguồn bồi
tích lớn. Các dòng sông thường mang nước và lượng phù sa của mình ra biển,
thẳng góc với đường bờ, khi gặp dòng biển buộc chúng phải đổi dòng. Nhờ lực

tương tác trên mà dòng trầm tích biển ưu thế đã tạo nên dải cát chạy song song
với đường bờ bao bọc lấy vụng nước phía trong.
Đầm phá ven biển có vai trò rất lớn trong điều hòa sinh thái, mang lại môi
trường sống cho người dân trên và ven đầm phá. Tài nguyên vị thế và cảnh quan
cho phép phát triển giao thông, cơ sở hạ tầng khai thác biển và du lịch. Đầm phá
còn là nơi cung cấp NLTS cho người dân với các giống loài đặc hữu của môi
trường nước lợ. Thêm vào đó, đầm phá còn cân bằng tự nhiên và sinh thái cho
nghề cá ven bờ, duy trì nguồn giống cho NLTS tại chỗ và ven bờ (Trần Đức
Thạnh và ctv., 2005).
2.2 Tình hình nghiên cứu về CLN ở các đầm phá ven biển
Hiện nay, việc đánh giá CLN thường dựa vào từng thông số riêng lẻ và chỉ
số CLN (WQI). Ưu điểm của đánh giá CLN thông qua từng số là biết được
chính xác diễn biến các thông số trong môi trường nước, từ đó có biện pháp kịp
thời và hiệu quả trong quản lý môi trường nước. Tuy nhiên, hướng đánh giá này
vẫn có một số nhược điểm như: khi đánh giá CLN qua nhiều thông số riêng biệt
sẽ không nói lên diễn biến CLN tổng quát của một thủy vực, do đó khó so sánh
CLN giữa các thủy vực với nhau; Khó phân vùng và phân loại CLN thủy vực
cho một mục đích cụ thể, do các thông số môi trường nước không thể thỏa mãn
yêu cầu của một bộ QCVN cho một mục đích nào đó và mỗi thông số có tầm
quan trọng khác nhau; khi đánh giá thông qua các thông số CLN, chỉ các nhà
khoa học mới hiểu được, cộng đồng và các cơ quan quản lý khó nắm bắt thông
tin, dẫn đến việc ra các quyết định về sử dụng nguồn nước không hiệu quả. Để
khắc phục các hạn chế trên, người ta sử dụng chỉ số CLN (water quality index
– WQI), cho phép lượng hóa được CLN, nghĩa là biểu diễn CLN theo một thang
điểm thống nhất có khả năng mô tả tác động tổng hợp của nồng độ nhiều thành
phần hóa - lý - sinh trong nguồn nước. Nhược điểm của WQI là chỉ cho biết
điểm số cuối cùng của CLN nên không chỉ rõ hàm lượng của từng yếu tố. Do
đó, người NTTS khó có biện pháp xử lý yếu tố ô nhiễm. Vì vậy, để đánh giá
được toàn diện về CLN thì cần thiết phải có sự kết hợp cả đánh giá thông qua
từng thông số và chỉ số CLN (WQI).

5


2.2.1 Trên Thế giới
Đầm phá ven biển phân bố khắp 5 châu lục trên Thế giới từ Châu Phi,
Châu Đại Dương, Châu Mỹ đến Châu Âu, Châu Á.
Ở Châu Phi, các nghiên cứu CLN đầm phá ven biển điển hình ở Nigeria
(Eruola et al., 2011), Ghana (Apau et al., 2012), Togo (Bawa et al., 2007). Các
nghiên cứu CLN ở các đầm phá của Châu Phi đã tập trung đánh giá vào từng
thông số môi trường về khía cạnh hữu cơ và kim loại nặng. Ở Nigeria, theo
Eruola et al. (2011), CLN đầm phá Lagos đang đối mặt với vấn đề ô nhiễm hữu
cơ từ các chất thải như giá trị nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) (40-80mg/L) cao
gấp 2,5 – 5,5 lần giới hạn cho phép, nhu cầu oxy hóa học (COD) (84-135mg/L)
cao gấp 1,1 - 1,5 lần giới hạn cho phép của tổ chức y tế thế giới WHO (World
Health Organization, 2004). Ở Ghana, CLN ở đầm phá Kpeshi rất ô nhiễm, đặc
biệt là ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng. Các địa điểm ô nhiễm nặng là những
khu vực gần khu công nghiệp, đô thị và nông nghiệp. Nồng độ tương đối cao
của nitrat (2.905,71 mg/L), photphat (487,14 mg/L) chỉ thị cho việc khá phú
dưỡng ở đầm phá này. Các kim loại nặng ở mức cao như sắt (Fe) và nhôm (Al)
có hàm lượng cao nhất là 13,2 mg/L và 13,6 mg/L trong mẫu nước (Apau et al.,
2012). Ở Togo, Bawa et al. (2007) chỉ ra rằng nước ở đầm phá Lome có tính
kiềm mạnh (pH biến động từ 8,8-9,2) và độ dẫn điện lớn (2800-3200 μs/cm).
Nhóm nghiên cứu đã xác định trong một số nơi của đầm phá, nồng độ cao của
các hợp chất nitơ là nguyên nhân gây ra ô nhiễm hữu cơ (TN dao động 20-22
mg/L).
Ở Châu Đại Dương, một số nghiên cứu CLN đầm phá được thực hiện ở
các quốc gia như quần đảo Cook (Shereen et al., 2011), New Zealand (Graeme,
2015) và Australia (Josephine et al., 2006). Tất cả các nghiên cứu về CLN ở
các đầm phá của Châu Đại Dương tập trung về các thông số lý, hóa và vi sinh.

Ở quần đảo Cook (chính quyền tự trị trong liên minh với New Zealand), Shereen
et al. (2011) đã được Chính phủ quần đảo Cook yêu cầu nghiên cứu CLN ở đầm
Manihiki sau khi ghi nhận một tỷ lệ cao trai ngọc môi đen bị chết từ các trang
trại. Nghiên cứu chỉ ra rằng hàm lượng oxy hòa tan (DO) ở đầm phá thấp, biến
động từ 2-6,3 mg/L, rất thấp so với các đầm phá Thái Bình Dương khác. Suy
kiệt nồng độ O2 và nuôi trai ngọc môi đen với mật độ cao là hai nguyên nhân
gây chết. Ở New Zealand, Graeme (2015) đã chỉ ra rằng, mực nước đầm phá
Washdyke thấp nên nhiệt độ nước biến động rất lớn từ 3,6 – 27,30C, điều này
ảnh hưởng rất lớn đến thủy sinh vật ở đầm phá. Hàm lượng DO biến động từ
5,9 – 12,54 mg/L (DO bão hòa từ 58 – 145,9%). DO bão hòa dưới 80% sẽ gây
bất lợi cho đời sống thủy sinh vật. Do mực nước thấp, lượng nước ngọt đổ vào
đầm lớn nên độ mặn trung bình khá thấp chỉ 2,9‰. Nồng độ nitơ vô cơ hòa tan
6