Nghiên cứu quá trình tự làm sạch môi trường bằng động lực triều vùng ven bờ hải phòng và quảng ninh nhằm phục vụ phát triển nghề nuôi cá lồng bè

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG

NGUYỄN TUẤN KỲ

NGHIÊN CỨU Q TRÌNH TỰ LÀM SẠCH MÔI TRƯỜNG BẰNG
ĐỘNG LỰC TRIỀU VÙNG VEN BỜ HẢI PHÒNG VÀ QUẢNG
NINH NHẰM PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN NGHỀ NI CÁ LỒNG BÈ

(CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO THÍ ĐIỂM)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Hà Nội, năm 2008


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG

NGUYỄN TUẤN KỲ

NGHIÊN CỨU Q TRÌNH TỰ LÀM SẠCH MÔI TRƯỜNG BẰNG
ĐỘNG LỰC TRIỀU VÙNG VEN BỜ HẢI PHÒNG VÀ QUẢNG
NINH NHẰM PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN NGHỀ NI CÁ LỒNG BÈ

Chun ngành: Mơi trường trong phát triển bền vững
(Chương trình đào tạo thí điểm)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Cán bộ hướng dẫn: TS. Trương Văn Bốn

Hà Nội, năm 2008


MỤC LỤC
Các chữ viết tắt ...........................................................................................................

iii

Danh mục các bảng số liệu ........................................................................................
Danh mục các bản đồ, biểu đồ và hình vẽ ................................................................

iv
v

Mở đầu

1

Chương 1. Tổng quan về vấn đề ô nhiễm môi trường do nuôi cá lồng bè

2

1.1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của luận văn
1.1.1. Tình hình nghiên cứu ở trong nước và nước ngoài ......................................

2
2

1.1.2. Cơ sở khoa học và thực tiễn của luận văn, tính cấp thiết của đề tài ...............

5

1.2. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu ...................................................

5

1.2.1. Mục tiêu của luận văn ....................................................................................

5

1.2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................

5

1.2.3. Nội dung nghiên cứu .....................................................................................

6

1.2.4. Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................

7

Chương 2. Phân tích tính tốn khả năng tự làm sạch mơi trường khu vực ni
cá lồng bè Hải Phịng và Quảng Ninh
2.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu ................................................................

9

2.1.1. Thành phố Hải Phòng

9
9

2.1.2. Tỉnh Quảng Ninh

10

2.1.3. Đặc điểm thủy hải văn vùng ven biển Hải Phòng và Quảng Ninh
2.2. Hiện trạng nghề nuôi cá lồng bè khu vực nghiên cứu ...........................................

10
11

2.2.1. Thành phố Hải Phòng

11

2.2.2. Tỉnh Quảng Ninh

15

2.3. Hiện trạng môi trường các khu vực nuôi cá lồng bè tại
Quảng Ninh và Hải Phòng ....................................................................................
2.3.1. Một số định nghĩa

19
19

2.3.2. Tác động của phát triển kinh tế đến môi trường khu vực nghiên cứu

19

2.3.3. Thực trạng vấn đề môi trường tại khu vực nghiên cứu

23

2.4. Tính tốn khả năng tự làm sạch môi trường tại khu vực nghiên cứu

24

2.4.1. Giới thiệu mơ hình MIKE 21WQ ..................................................................
2.4.2. Các số liệu sử dụng trong mơ hình .................................................................

24
33

2.4.3. Sử dụng các số liệu địa hình để thiết lập hệ lưới lồng cho mơ
hình tốn MIKE 21 WQ .................................................................................
2.4.4. Hiệu chỉnh và thẩm định mơ hình thủy lực MIKE 21HD ...............................

44
47

2.4.5. Hiệu chỉnh và thẩm định mơ hình chất lượng nước ........................................

57

2.4.6. Tính tốn chế độ thủy lực, mơi trường và vết dịng chảy ..............................
2.4.7. Khả năng tự làm sạch môi trường do quá trình vận chuyển vật chất .............

70

i

81


2.4.8. Kết quả tính tốn khả năng trao đổi nước và thời gian lưu trú của nước ........

85

Chương 3. Một số giải pháp qui hoạch, quản lý phát triển nghề ni cá lồng bè
khu vực nghiên cứu
3.1. Tính tốn sức chịu tải của môi trường thủy vực nuôi cá lồng bè
ven bờ Hải Phòng và Quảng Ninh .........................................................................
3.1.1. Đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường do hệ thống lồng bè

90
90
90

3.1.2. Tính tốn sức chịu tải của mơi trường khu vực nghiên cứu

91

3.1.3. Tính tốn sức chịu tải của mơi trường đối với khu vực ni cá lồng bè

93

3.2. Tính toán mật độ và đề xuất giải pháp qui hoạch, quản lý phát triển

nghề nuôi cá lồng bè .............................................................................................
3.2.1. Đề xuất mật độ và vị trí ni cá lồng bè trên diện tích tồn vịnh
3.2.2. Đề xuất mật độ và vị trí ni cá lồng bè trên diện tích thực tế

94
98
101

3.3. Kết luận
3.4. Kiến nghị

102
103

Tài liệu tham khảo .....................................................................................................

106

Phụ lục .........................................................................................................................

107

ii


MỞ ĐẦU

Trong vài thập kỷ gần đây nghề nuôi trồng thủy sản trên các thủy vực ven bờ biển nước ta ngày càng
phát triển. Sản lượng nuôi trồng thủy sản ven biển nước ta năm 1955 chỉ đạt 601.038 tấn nhưng đến năm
2004 đã đạt 30.219.472 tấn, tăng hơn 50 lần. Khu vực ven biển các tỉnh Hải Phòng và Quảng Ninh là một

trong những khu vực phát triển rất mạnh nghề nuôi cá lồng bè. Sự phát triển ồ ạt vì lợi ích kinh tế dẫn đến
q tải cho môi trường các thủy vực do các loại chất thải gây ô nhiễm môi trường ven biển. Một quy hoạch
vùng ni cụ thể mang tính khoa học đang là địi hỏi cấp bách ở những khu vực này.

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG DO NUÔI CÁ LỒNG BÈ
1.1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của luận văn
1.1.1. Tình hình nghiên cứu ở trong nƣớc và nƣớc ngồi
Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
Ở nước ta, mối liên hệ về môi trường và hoạt động của những khu vực nuôi trồng thủy sản đã được quan
tâm từ những năm 80 của thế kỷ XX. Việc nghiên cứu, ứng dụng các phương pháp mơ hình hố để đánh giá
sức chịu tải, khả năng tự làm sạch của những vùng nuôi trồng thuỷ sản ven bờ biển hiện nay ở Việt Nam còn
chưa được nghiên cứu rộng rãi. Do đó việc áp dụng các cơng cụ tính tốn hiện đại để nghiên cứu tính tốn
khả năng phát tán vật chất, khả năng tự làm sạch môi trường qua các q trình động lực và sinh hố tại mỗi
thuỷ vực là rất cần thiết trong qui hoạch nuôi trồng thuỷ sản theo hướng phát triển bền vững.

Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
Trên Thế giới, các nghiên cứu về tác động của ngành nuôi trồng thủy sản đối với môi trường đã được
nhiều Quốc gia quan tâm. Để đánh giá mức độ ơ nhiễm và suy thối mơi trường ven biển do hoạt động nuôi
trồng thuỷ sản gây ra, người ta sử dụng các phương pháp mơ hình hóa khác nhau như thí nghiệm trên mơ
hình vật lý, sử dụng mơ hình tốn... trong đó phần mềm MIKE 21 WQ đã và đang được áp dụng ở nhiều nơi
trên thế giới.

Hình 1.1. Bố trí ni cá lồng bè ở Kimagro Indonesia

Hình 1.2. Ni cá lồng bè ở Trung Quốc

1.1.2. Cơ sở khoa học và thực tiễn của luận văn, tính cấp thiết
của đề tài
Để phát triển bền vững nghề ni cá lồng bè, cần phải có sự nghiên cứu về mật độ, mức độ phát thải của khu

vực bố trí lồng bè, sức chịu tải và khả năng tự làm sạch của môi trường tại các thủy vực dưới tác động của
các q trình động lực như sóng, triều, dịng chảy; các yếu tố về mơi trường như độ mặn, nhiệt độ, nồng độ ô
2


xy trong nhu cầu sinh hố BOD, nồng độ ơ xy hoà tan trong nước DO, nồng độ amonia N-NH4, nồng độ
nitrit N-NO2, nồng độ nitrat N-NO3, nồng độ phốt pho P-PO4 vv... Những nghiên cứu như vậy là rất cần thiết
cần được triển khai thường xuyên và có hệ thống, làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp qui hoạch, quản
lý phát triển nghành nuôi trồng thủy sản trong đó có nghề ni cá lồng bè.
1.2. Mục tiêu, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu
1.2.1. Mục tiêu của luận văn
Mục tiêu chính của luận văn là xác định sức chịu tải, khả năng tự làm sạch của các thuỷ vực hai Vịnh
Phất Cờ (tỉnh Quảng Ninh) và Vịnh Tùng Gấu (Hải Phịng), đề xuất quy mơ ni cá lồng bè hợp lý cho hai
Vịnh: Phất Cờ (Quảng Ninh), Vịnh Tùng Gấu (Hải Phòng).
1.2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu (Hình 1.3)

Hình 1.3. Bản đồ khu vực nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là các vị trí ni cá lồng bè và mơi trường biển quanh khu vực các
vịnh: Phất Cờ thuộc tỉnh Quảng Ninh và Tùng Gấu thuộc Hải Phòng. Các vấn đề nghiên cứu chính là: Đánh
giá sự trao đổi các chất hữu cơ giữa khu vực nuôi cá lồng bè với bên ngồi dưới tác động của thủy triều và
dịng chảy.
1.2.3. Nội dung nghiên cứu
- Thu thập, tổng hợp các số liệu về điều kiện tự nhiên, địa hình, thủy hải văn, các đặc điểm thủy hóa, sinh
địa hóa ven bờ biển các tỉnh Quảng Ninh, Hải Phịng.
- Thu thập, phân tích các yếu tố mơi trường.
- Thu thập, phân tích số liệu về quá trình phát thải chất hữu cơ từ các lồng bè.
- Điều tra khảo sát những thông tin về tình hình ni cá lồng bè, đặc điểm kinh tế xã hội và môi trường
tại các khu vực trên.
- Nghiên cứu đánh giá sự trao đổi chất hữu cơ giữa khu vực ni cá lồng bè với bên ngồi dưới tác động
của thủy triều và dịng chảy.

- Tính tốn, phân tích khả năng tự làm sạch, sức chịu tải của môi trường tại các khu vực nuôi cá lồng bè,
đề xuất số lượng, mật độ lồng bè hợp lý.
1.2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp tiếp cận
- Đánh giá nguồn thải vật chất từ hệ thống nuôi cá lồng bè.
- Nghiên cứu diễn biến q trình sinh hóa: Phát tán, phân hủy, chuyển hóa các hợp chất hữu cơ, dinh
dưỡng.
3


- Mơ phỏng q trình vận chuyển, hịa tan, phát tán vật chất từ các khu vực nuôi thả ra khu vực xung
quanh dưới tác động của quá trình động lực: triều, dịng chảy bằng mơ hình thủy động lực và mơ hình chất
lượng nước.
Các phương pháp nghiên cứu cụ thể của luận văn
- Tính kế thừa.
- Phương pháp chuyên gia tư vấn, trao đổi và hội thảo khoa học.
- Khảo sát thu thập, phân tích số liệu.
- Áp dụng phần mềm hai chiều: MIKE 21 WQ/HD của Đan Mạch để tính tốn các q trình động lực
như thuỷ triều và vận chuyển vật chất, sự lan truyền và phát tán các chất ơ nhiễm.

CHƢƠNG 2
PHÂN TÍCH TÍNH TỐN KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH MÔI TRƢỜNG KHU VỰC NUÔI CÁ
LỒNG BÈ HẢI PHÒNG VÀ QUẢNG NINH
2.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu
2.1.1. Thành phố Hải Phòng
Hải Phòng là thành phố ven biển nằm ở Đông Bắc đồng bằng Bắc Bộ có tọa độ địa lý: 20030’39” đến
21 01’15” vĩ độ Bắc và 106023’39” đến 107008’39” kinh độ Đông. Tổng diện tích tự nhiên là 152.318,49 ha
theo số liệu thống kê năm 2001. Chiều dài bờ biển là 128Km. (hình 2.1)
0

Hình 2.1. Vịnh Tùng Gấu - thành phố Hải Phịng

2.1.2. Tỉnh Quảng Ninh
Tỉnh Quảng Ninh có tọa độ địa lý 20044’17” đến 21039’54” vĩ độ Bắc và 106026’19” đến 108004’12”
kinh độ Đơng. Diện tích đất tự nhiên khoảng 5.900 km2 trong đó diện tích vùng biển khoảng 10.000 km2, bờ
biển khúc khuỷu có chiều dài 250km. (hình 2.2.)

4


Hình 2.2. Vịnh Phất Cờ - tỉnh Quảng Ninh

2.2. Hiện trạng nghề nuôi cá lồng bè khu vực nghiên cứu
2.2.1. Thành phố Hải Phịng
Bảng 2.1. Tình hình ni cá lồng bè khu vực Vịnh Cát Bà
Năm

Số lượng bè

Số ô lồng

Sản lượng (tấn)

2000

41

300

45

2001

105

910

70

2002

131

1600

500

2003

165

1864

720

2004

198

1970

700

2005

411

6000

-

2006

530

7600

-

2007

550

8000

-

2008

570

10400

2000

Hải Phịng chủ trương khuyến khích xây dựng mơ hình ni trồng thuỷ sản cơng nghệ cao. Cát Bà được
quy hoạch là vùng trọng điểm nuôi hải sản nước mặn của thành phố. Xem bảng 2.1.
Trong thời gian 7 năm, số lồng bè tăng gấp 5-6 lần.
Khu vực vịnh Tùng Gấu - Cát Bà Hải Phòng
Vịnh Tùng Gấu thuộc xã Việt Hải – Cát Hải có diện tính khoảng 106ha. Đây là vịnh kín gió được đan
xen bởi các đảo nhỏ nên khả năng trao đổi nước kém. Độ sâu vịnh lúc triều lớn vào khoảng 7,8m; khi triều
kiệt là 6,3m.
2.2.2. Tỉnh Quảng Ninh
Năm 2000, số lượng lồng bè nuôi biển là 406 bè với 1644 ô lồng. Năm 2003, riêng số lồng bè nuôi cá
biển đã lên tới hơn 5.000 ô lồng, tổng sản lượng nuôi thủy sản nước mặn – lợ đạt khoảng 17.260 tấn. Năm
2004 toàn tỉnh có 8 huyện thị có nghề ni cá lồng bè trên biển với tổng diện tích có thể ni bè là 5100ha,
tổng số bè là 1.380 với 6085 ô lồng cho tổng sản lượng là 1200 tấn.
Khu vực đảo Phất Cờ - Vân Đồn
Khu vực nghiên cứu đảo Phất Cờ thuộc xã Hạ Long – Huyện đảo Vân Đồn có diện tích mặt nước
khoảng 250ha.Phía Đơng bị chắn bởi 2 đảo lớn là Cái Lim và Lão Vọng, phía Nam được bao quanh bởi
nhiều đảo nhỏ, phía Tây là đảo Cái Bầu có dân cư sinh sống với số dân trên 7000 người. Đây là vùng có biên
độ thủy triều lớn, dòng chảy mạnh và là nơi chịu nhiều hoạt động của giao thông thủy.
2.3. Hiện trạng môi trƣờng tại các khu vực nuôi cá lồng bè tỉnh Quảng Ninh và Hải Phòng
5


2.3.1. Một số định nghĩa
- Nguồn thải từ lục địa: Chiếm tới trên 80% nguồn gây ô nhiễm biển bao gồm các chất thải sinh hoạt,
du lịch, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng. Do các con sông vận chuyển ra biển, sau đó lan
truyền do các q trình động lực biển như sóng, triều, dịng chảy.

- Nguồn thải ngay trên biển:
Là các chất thải do hoạt động giao thông biển, hoạt động khai thác tài nguyên biển, du lịch, nuôi trồng
hải sản và những nguồn ô nhiễm khác ngoài khơi.
2.3.2. Tác động của phát triển kinh tế đến môi trƣờng tại khu
vực nghiên cứu
- Tác động của ngành nuôi trồng thủy sản đối với môi trường
- Tác động của giao thông thủy
- Hoạt động du lịch
2.3.3. Thực trạng vấn đề mơi trƣờng tại khu vực nghiên cứu
Ơ nhiễm môi trường biển ở đây đang diễn biến hết sức phức tạp. Môi trường nước biển đã xuất hiện
quá nhiều tảo do ô nhiễm các chất thải hữu cơ làm nước bị ô nhiễm nặng nên gây ra bệnh tiêu chảy cho cá
làm cá chết hàng loạt. Người dân nhập cá giống không rõ nguồn gốc và không qua kiểm dịch, làm mầm
bệnh phát tán nhanh.

Hình 2.4. Cá chết hàng loạt do ô nhiễm ở vịnh Lan Hạ – Cát Bà

2.4. Tính tốn khả năng tự làm sạch mơi trƣờng tại khu vực
nghiên cứu
2.4.1. Giới thiệu mơ hình MIKE 21 WQ (xem báo cáo chính)
2.4.2. Các số liệu sử dụng trong mơ hình
2.4.2.1. Phương pháp thu thập số liệu
Khu vực đảo Tùng Gấu – Cát Bà:

6


Hình 2.7a. Sơ đồ khảo sát đo đạc thủy văn khu vực đảo Tùng Gấu – Cát Bà

- Đo đạc thủy văn và địa hình (hình 2.7a)
1 trạm liên tục 03 ngày đêm (72 giờ) – Trạm TG 1

2 trạm liên tục 01 ngày đêm (24 giờ) – Trạm TG 2, TG 3

Hình 2.7b. Sơ đồ quan trắc đo đạc môi trường khu vực Tùng Gấu – Cát Bà

- Đo đạc quan trắc các thơng số mơi trường (hình 2.7b):
2 trạm quan trắc liên tục: CB-LT1, CB-LT2
4 trạm quan trắc lắng đọng: CB-LD1, 2, 3, 4.
Khu vực đảo Phất Cờ – Cái Bầu:
- Đo đạc thủy văn và địa hình (hình 2.8a):
1 trạm liên tục 03 ngày đêm (72 giờ) – Trạm FC1
2 trạm liên tục 01 ngày đêm (24 giờ) – Trạm FC2, FC3
- Đo đạc quan trắc các thơng số mơi trường (hình 2.8b):
2 trạm quan trắc liên tục: FC-LT1, CB-LT2
4 trạm quan trắc lắng đọng: FC-LD1, 2, 3, 4.
7


Hình 2.8a. Sơ đồ khảo sát đo đạc thủy văn khu vực đảo Phất cờ

Hình 2.8b. Sơ đồ khảo sát đo đạc môi trường khu vực đảo Phất cờ
2.4.2.2. Tài liệu địa hình
Các số liệu địa hình được xây dựng trên cơ sở bản đồ nền khu vực Hải Phòng, Quảng Ninh của các đơn
vị: Viện Cơ học, Trung tâm Khí tượng Thủy văn Biển – Bộ Tài ngun Mơi trường:
- Bản đồ tỷ lệ 1:100.000 xuất bản tháng 6/1965.
- Bản đồ tỷ lệ 1:100.000 xuất bản năm 1980.
- Bản đồ tỷ lệ 1:500.000 xuất bản năm 1980.
Ngồi ra cịn tham khảo bản đồ nền trên Google Earth
2.4.2.3. Tài liệu khí tượng thủy văn
Các tài liệu khí tượng thủy văn được cung cấp bởi Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Biển.
- Số liệu mực nước tại trạm Hòn Dấu

- Số liệu mực nước tại Cửa Ông
- Số liệu mực nước tại các thuỷ vực nuôi cá lồng bè

8


Số liệu khảo sát vận tốc.
Sử dụng số liệu khảo sát về mực nước và dòng chảy của hai đợt khảo sát: đợt 1 từ ngày 28 tháng 3 đến
ngày 12 tháng 4 năm 2004 và đợt 2 từ ngày 6 tháng 9 đến ngày 10 tháng 9 năm 2004 của Trung tâm Khí
tượng Thuỷ văn Biển.
Việc đo đạc dịng chảy được tiến hành tại 6 trạm liên tục như bảng 2.9, 2.10 và các hình 2.7a ; 2.8a
trong báo cáo chính.
2.4.2.4. Tài liệu nhiệt độ, độ mặn, các yếu tố môi trường
Sử dụng các số liệu do Phân Viện Hải dương học Hải Phòng – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
tổ chức khảo sát nghiên cứu, và số liệu quan trắc cảnh báo môi trường dịch bệnh thuỷ sản của Bộ Nông
nghiệp và phát triển nông thôn (chi tiết xem phần tài liệu tham khảo trong CDrom).
2.4.3. Sử dụng các số liệu địa hình để thiết lập hệ lƣới lồng cho
mơ hình tốn MIKE 21 WQ
Bậc 1 là cho miền tính lớn được chia với lưới thơ có bước lưới 270m x 270m cho miền lớn có kích
thuớc Đơng-Tây: 162,54km và Nam-Bắc: 110,16km (603 ơ x 409 ô). Bậc 2 là 2 lưới nhỏ hơn bao hai khu
vực nghiên cứu với bước lưới 90m x 90m. Kích thước lưới Vịnh Phất Cờ: 76 ô x 76 ô (6,84 km x 6,84 km),
Vịnh Tùng Gấu: 82 ô x 55 ô (7,38km x 4,95km). Bậc 3 là 2 lưới chi tiết hơn và có bước lưới là 30m x 30m.
Kích thước lưới Vịnh Phất Cờ: 136 ơ x 154 ô (4.08km x 4.62km), Vịnh Tùng Gấu: 64 ô x 64 ô (1.92km x
1.92 km).
2.4.4. Hiệu chỉnh và thẩm định mơ hình thủy lực MIKE 21 HD
2.4.4.1. Hiệu chỉnh mơ hình thủy lực
Các số liệu đo đạc khảo sát được sử dụng để hiệu chỉnh mơ hình bao gồm: Mực nước, Dòng chảy,
Nhiệt độ nước biển, Độ mặn nước biển và Độ trong suốt nước biển tại hai thuỷ vực Đảo Tùng Gấu và đảo
Phất Cờ.
2.4.4.2. Thẩm định mơ hình thủy lực

Sử dụng số liệu khảo sát đo đạc vận tốc tại 6 vị trí của hai thuỷ vực Tùng Gấu và Phất Cờ. Sự sai khác
nhau về vận tốc giữa đo đạc và tính tốn chỉ nằm trong khoảng không quá 5-10 cm/s. Đây là sai số do các
tàu thuyền thường xuyên đi lại ảnh hưởng đến kết quả đo đạc vận tốc.
2.4.5. Hiệu chỉnh và thẩm định mô hình chất lƣợng nƣớc
2.4.5.1. Hiệu chỉnh mơ hình chất lượng nước
Sử dụng các nguồn số liệu khảo sát về môi trường để hiệu chỉnh mơ hình chất lượng nước.
Số liệu tại biên lỏng và các giá trị ban đầu của các yếu tố môi trường bao gồm: Nhiệt độ nước biển, độ
mặn, DO, BOD, N-NH4, N-NO2, N-NO3, P-PO4 . Các giá trị quan trắc về nồng độ NH4+ và NO3- của cả 4
trạm đều dao động rất mạnh không như các giá trị tính tốn có thể do một số nguyên nhân như: sự phân bố
nồng độ các chất NH4+ và NO3- không đều trong khu vực nghiên cứu nên do quá trình hoạt động đi lại của
tàu thuyền. Các giá trị nồng độ quan trắc và tính tốn của NO2- và PO43- tương đối phù hợp và không biến
đổi mạnh do sự phân bố khá đồng nhất của chúng trong khu vực nghiên cứu.
2.4.5.2. Thẩm định mơ hình chất lượng nước
Sử dụng số liệu đo đạc khảo sát môi trường vào mùa khô từ ngày 09/03/2005 đến ngày 30/3/2005. Các
số liệu khảo sát tại các trạm cũng tương tự như đợt khảo sát mùa hè năm 2004. Các thông số của mơ hình
được giữ ngun như trong trường hợp đã hiệu chỉnh mơ hình, chỉ thay đổi các số liệu biên, số liệu ban đầu.
Thời gian tính tốn được chọn từ 17h ngày 17/3/2005 đến 14h ngày 21/3/2005.
2.4.6. Tính tốn chế độ thuỷ lực, mơi trƣờng và vết dịng chảy
tại Vịnh Tùng Gấu và Vịnh Phất Cờ
Vết dòng chảy được xem là vết đường đi của một chất điểm bảo tồn. Tiến hành tính tốn trường vết
dịng chảy cho hai giai đoạn chính: sườn triều lên và sườn triều xuống của một con triều lớn.

9


Việc lựa chọn hai con triều đặc trưng cho thời kỳ triều cường và thời kỳ triều kém được dựa trên số liệu
mực nước từng giờ tháng 9 năm 2004. Ngày triều cường nhất trong tháng được chọn từ 1h ngày 23/09/2004
đến 1h ngày 24/09/2004 và ngày triều kém từ 10h ngày 16/09/2004 đến 10h ngày 17/09/2004.
2.4.6.1. Kết quả tính tốn chế độ động lực
Để thể hiện kết quả tính toán chế độ thuỷ lực tại vùng biển nghiên cứu một cách trực quan, sử dụng

công cụ trong MIKE 21 để xây dựng các bức tranh hiển thị động với các trường vận tốc và mực nước tại các
thời điểm khác nhau: thời điểm sườn triều lên, và thời điểm sườn triều xuống.
Đối với Vịnh Phất Cờ, dòng triều lên theo hướng Đông Bắc – Tây Nam và khi triều rút dịng chảy có
hướng ngược lại. Khi triều xuống thì biên phía Tây Vịnh Phất Cờ lại là biên của khối nước phía ngồi Vịnh
đi vào, khối nước này có nồng độ vật chất bắt nguồn từ phía Cửa Ơng, nó được thủy triều khi lên đưa vật
chất từ khu vực ni cá lồng bè tới và hịa trộn với khối nước từ khu vực Cửa Ông.
Đối với Vịnh Tùng Gấu, khi triều lên dòng triều vào trong Vịnh chủ yếu qua hai cửa Pen pac xơ van và
phía cửa Hòn Giác. Khi triều xuống dòng chảy cũng chủ yếu qua hai cửa này và nước từ biên phía Bắc và
phía Tây Vịnh. Nồng độ khối nước từ biên phía Bắc và phía Tây Vịnh chịu ảnh hưởng lớn về nồng độ vật
chất trong Vịnh khi thủy triều lên đưa vào, đồng thời chịu ảnh hưởng của dòng vật chất phía gần bờ nên chất
lượng nước tại các thủy vực này không tốt hơn chất lượng nước trong Vịnh. Hơn nữa dòng triều qua hai cửa
đều nhỏ nên việc trao đổi nước của Vịnh Tùng Gấu với khối nước ngoài Vịnh là rất hạn chế so với Vịnh
Phất Cờ.
2.4.6.2. Kết quả tính tốn về mơi trường dưới tác động của
động lực triều
Qua kết quả tính tốn về nồng độ BOD, DO, N-MH3, N-NO2, N-NO3, P-PO4 cho hai Vịnh Tùng Gấu
(Quảng Ninh) và Vịnh Cát Bà (Hải Phòng) đối với con triều lớn và con triều nhỏ có thể nhận thấy nồng độ
từng loại vật chất theo thời gian của hai con triều là rất khác nhau.
Nồng độ vật chất biến đổi được tính ra phần trăm và được trình bày trên bảng 2.16 trong báo cáo chính.
Chỉ số phần trăm trong một con triều được tính bằng cách lấy giá trị nồng độ lớn nhất trừ đi giá trị nồng độ
nhỏ nhất, chia cho giá trị nồng độ nhỏ nhất và nhân với 100%, giá trị phần trăm X= (max(X(i))min(X(i)))/min(X(i))*100%.
2.4.7. Khả năng tự làm sạch môi trƣờng thủy vực do q
trình vận chuyển vật chất.
Khả năng tự làm sạch mơi trường là khả năng phát tán vật chất từ sự phát thải của khu vực nuôi cá lồng
bè vào môi trường xung quanh.
Việc tính tốn quỹ vật chất cho từng con triều đối với từng vịnh được tiến hành như sau:
1. Tính thể tích nước chảy qua các biên của từng vịnh theo giờ.
2. Tính nồng độ vật chất tương ứng tại các điểm biên tương ứng với các giờ trên.
3. Lấy tích số thể tích nước nhân với nồng độ vật chất, lấy tổng luỹ tích vật chất vào trong từng vịnh.
4. Lấy giá trị thể tích trung bình từng vịnh, chia cho tổng nồng độ vật chất chứa trong thể tích trung

bình của vịnh.
2.4.8. Kết quả tính tốn khả năng trao đổi nƣớc và thời gian
lƣu trú của nƣớc tại hai thuỷ vực Vịnh Tùng Gấu và
Vịnh Phất Cờ
Để tính tốn đuợc khả năng trao đổi nước và thời gian lưu trú của nước, tiến hành tính tốn cho hai con
triều lớn và nhỏ. Thời gian lưu trú của nước là thời gian cần thiết để lượng nước chảy vào Vịnh thay thế
lượng nước trong Vịnh. Độ chính xác về khả năng trao đổi nước và thời gian lưu trú của nước tại mỗi Vịnh
phụ thuộc rất lớn vào việc xác định diện tích cho mỗi Vịnh. Nếu diện tích q lớn thì thời gian lưu trú của
nước càng lớn, ngược lại nếu diện tích vịnh quá nhỏ thì thời gian lưu trú của nước quá nhỏ. Để tăng cường
độ chính xác, lựa chọn diện tích hai vịnh là hai lưới tính nấc 3: Kích thước lưới Vịnh Phất Cờ: 136 ô x 154 ô
(4.08 km x 4.62 km), Vịnh Tùng Gấu: 64 ô x 64 ô (1.92 km x 1.92 km).
10


Bảng 2.20. Kết quả tính tốn diện tích mặt chiếu ướt, diện tích mặt ướt và thể tích Vịnh Tùng Gấu cho một con triều
lớn và con triều nhỏ.
TT

CĐ Triều

1
2
3
4
5
6
7
8

Lớn

Nhỏ

Thời gian
(h)
01
07
13
19
01
07
13
19

Diện tích chiếu ƣớt
(m2)
2.464.060
2.601.803
2.626.286
2.541.166
2.526.715
2.593.733
2.593.053
2.595.431

Diện tích mặt ƣớt
(m2)
2.469.838
2.613.283
2.639.878

2.549.413
2.534.238
2.603.958
2.602.966
2.605.812

Thể tích
(m3)
8.917.374
13.821.782
15.477.406
11.240.608
10.654.419
12.983.387
12.786.696
13.095.741

Bảng 2.21. Kết quả tính tốn diện tích mặt chiếu ướt, diện tích mặt ướt và thể tích Vịnh Phất Cờ cho một con triều lớn
và con triều nhỏ.
TT

CĐ Triều

1
2
3
4
5
6
7

8

Lớn

Nhỏ

Thời gian
(h)
01
07
13
19
01
07
13
19

Diện tích chiếu ƣớt
(m2)
16.138.621
17.276.175
17.277.525
17.276.165
17.203.715
17.209.350
17.211.600
17.211.600

Diện tích mặt ƣớt
(m2)

16.147.891
17.291.920
17.297.478
17.288.750
17.215.585
17.224.273
17.226.588
17.226.578

Thể tích
(m3)
91.780.340
128.634.973
147.640.210
113.876.978
107.241.321
123.211.681
123.722.046
123.450.707

CHƢƠNG 3
MỘT SỐ GIẢI PHÁP QUI HOẠCH, QUẢN LÝ PHÁT TRIỂN NGHỀ NUÔI CÁ LỒNG BÈ KHU
VỰC NGHIÊN CỨU
3.1. Tính tốn sức chịu tải của mơi trƣờng thủy vực ni cá
lồng bè ven bờ Hải Phịng và Quảng Ninh
Sức chịu tải của môi trường tại các thủy vực là khả năng tiếp nhận các hợp chất ô nhiễm hữu cơ và dinh
dưỡng mà các tác động của chúng khơng hoặc ít làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Việc tính tốn sức chịu tải
của mơi trường căn cứ vào các tiêu chuẩn đang được áp dụng tại Việt Nam như:
- TCVN 5943 – 1995 Tiêu chuẩn chất lượng nước ven bờ
- TCVN 6896 – 2001 Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào vùng nước biển ven bờ dùng cho mục

đích bảo vệ thủy sinh
Ngồi ra cịn tham khảo các tiêu chuẩn về mơi trường của Quốc tế như “Tiêu chuẩn nước biển ven bờ
bảo vệ đời sống thủy sinh” của chương trình hợp tác ASEAN – Canada.
3.1.1. Đánh giá mức ô nhiễm môi trƣờng do hệ thống lồng bè
Các chất thải từ hoạt động nuôi cá lồng bè gây ô nhiễm môi trường chủ yếu là các hợp chất hữu cơ Nhc,
Phc. Các khu vực nuôi cá lồng bè hiện nay chủ yếu vẫn sử dụng nguồn thức ăn là cá tạp hoặc bột cá. Áp dụng
tiêu chuẩn TCVN 6896-2001, tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào vùng nước biển ven bờ dùng cho
mục đích bảo vệ thủy sinh, tính cho mức nước thải >5000m3/ngày đêm (mức F3), thì mức ơ nhiễm hữu cơ
do hoạt động nuôi cá lồng bè ở vịnh Tùng Gấu và Phất Cờ chưa tính đến q trình trao đổi nước do triều và
dịng chảy được tính tốn như bảng 3.1 trong báo cáo chính.
11


3.1.2. Tính tốn sức chịu tải của mơi trƣờng khu vực nghiên
cứu
Sức chịu tải của môi trường thủy vực đối với từng nhóm yếu tố gây ơ nhiễm được đánh giá thông qua
năng lực môi trường EC (Environment Capacity) theo công thức:
EC = (Cmax – C0) . (1 + R) . V
Trong đó:
EC: Năng lực mơi trường, tính trung bình cho 1 đơn vị thời
gian kg/ngày.
Cmax : Nồng độ chất ô nhiễm tối đa cho phép theo tiêu chuẩn lựa
chọn
C0 : Nồng độ chất ô nhiễm hiện tại của môi trường tự nhiên
thủy vực.
V: Thể tích của thủy vực tiếp nhận chất thải
R: Tỷ lệ trao đổi nước của thủy vực.
Qua đó có thể tính được khả năng tiếp nhận tối đa lượng chất ô nhiễm phát thải vào thủy vực từ các
nguồn trong khoảng thời gian nhất định. Kết quả tính tốn thể hiện trên bảng 3.2 (bc chính). Trên cơ sở áp
dụng các tiêu chuẩn của ASEAN về nồng độ giới hạn Cmax và tỉ lệ trao đổi nước R (được tính tốn theo

chênh lệch mực nước triều), thì mức độ phát thải chất ơ nhiễm từ hệ thống lồng bè PL (Pollutant load) được
tính cho tồn bộ thể tích nước chứa số lồng bè. Theo đó, khả năng tiếp nhận các hợp chất dinh dưỡng trung
bình năm được tính tốn theo tiêu chuẩn ASEAN tại các vịnh như sau:
EC (mg/ngày) = (Cmax – C0) . V1’
PL (mg/ngày) = V2 . Clb
Trong đó:
V1’ là thể tích nước của vịnh đã tính lượng trao đổi nước trung
bình ngày
V2 Là thể tích nước của tổng số lồng bè ni trong vịnh
Clb là hàm lượng chất ô nhiễm trong môi trường tại hệ thống
lồng bè
Bảng 3.2. Kết quả tính tốn năng lực môi trường khu vực nghiên cứu
TC ASIAN
Cmax, N-NH4
= 70g/l

+

-

Cmax, N – NO2
= 55g/l

-

Cmax, N – NO3
= 60g/l

3-

Cmax, P – PO4
= 45g/l

Tham số tính

Tùng Gấu

Phất Cờ

EC (mg/ngày)

167.351.657

447.091.533

PL (mg/ngày)

1.859.254

1.338.439

Tỉ lệ % PL/EC

1,111

0,299

EC (mg/ngày)

463.194.031

1.177.615.614

PL (mg/ngày)

37.151

37.418

Tỉ lệ % PL/EC

0,008

0,003

EC (mg/ngày)

294.115.601

817.391.746

PL (mg/ngày)

776.422

617.046

Tỉ lệ % PL/EC

0,264

0,075

EC (mg/ngày)

327.069.610

888.219.958

PL (mg/ngày)

538.401

511.629

0,165

0,058

Tỉ lệ % PL/EC

3.1.3. Tính tốn sức chịu tải của môi trƣờng đối với khu vực
nuôi cá lồng bè
12


Với các khu vực ni trồng thủy sản nói chung, sức chịu tải của mơi trường được tính tốn dựa trên
diện tích hoặc số lượng ni trên một giới hạn tài nguyên cụ thể như vực nước sông, vịnh đầm phá ... tiếp
nhận chất thải. Sức chịu tải của môi trường:
ECC (Environment Carrying Capacity) = EC/PL

Trong đó, PL (Pollutant load) là lượng chất ô nhiễm phát thải do 1 ha, 1 lồng nuôi hoặc 1 tấn sản phẩm nuôi
trồng trên 1 đơn vị thời gian.
3.2. Tính tốn mật độ và đề xuất giải pháp qui hoạch, quản lý phát triển nghề ni cá lồng bè
Việc tính tốn mật độ được căn cứ vào kết quả tính tốn và phân tích trong luận văn với các nội dung:
- Tính tốn thẩm định mơ hình thuỷ lực MIKE21 HD, tính tốn thẩm định mơ hình chất lượng nước MIKE
21 WQ.
- Tính tốn chế độ thuỷ lực và môi trường tại hai thuỷ vực Vịnh Tùng Gấu và Vịnh Phất Cờ cho con triều
lớn và con triều nhỏ.
- Tính tốn khả năng trao đổi nước và thời gian lưu trú của nước tại hai thuỷ vực Vịnh Tùng Gấu và Vịnh
Phất Cờ cho con triều lớn và con triều nhỏ.
3.2.1. Đề xuất mật độ và vị trí ni cá lồng bè trên diện tích
tồn vịnh.

Hình 3.1. Sơ đồ ni cá lồng bè trong tồn vịnh cái Bầu

Hình 3.1 và Hình 3.2 mơ tả hiện trạng các lồng bè cá đang nuôi tại trong và vùng lân cận hai Vịnh trên. Có
thể dễ nhận thấy khu vực nuôi cá lồng bè được nghiên cứu và khảo sát tại hai Vịnh Phất Cờ và Tùng Gấu chỉ
là những diện tích khơng lớn so với diện tích ni cá lồng bè hiện tại.

13


Hình 3.2. Sơ đồ ni cá lồng bè trong vịnh Tùng Gấu

Tại khu vực Vịnh Phất Cờ, các vị trí ni cá đều nằm phía Bắc và Tây đảo Trà Bản (hình 3.1). Dịng
triều trong khu vực này có hướng triều lên là Đơng Bắc – Tây Nam và dịng triều có ưu thế lớn (0.2m/s0.4m/s). Tại khu vực Vịnh Tùng Gấu, ngồi khu vực ni cá lồng bè được xem xét trong tính tốn, khu vực
phía Bắc Vịnh đang ni có diện tích lớn hơn nhiều so với diện tích tính tốn. Nét đặc biệt hơn là những
diện tích ni cá này được bố trí nằm sâu trong những Vịnh nhỏ và tương đối kín. Dịng triều tại đây chỉ vào
khoảng 0.05 m/s đến 0.15 m/s. Vì vậy khả năng trao đổi nước giữa những khu vực nuôi với mơi trường xung
quanh là khơng tốt.

Diện tích đề xuất bao gồm cả diện tích mặt nước cần thiết cho 1 cụm lồng bè và khoảng cách giữa các
cụm lồng bè, tức là lồng bè được bố trí thành từng cụm có chiều dài và chiều rộng 90m, khoảng cách giữa
các khu vực nuôi cách nhau từ 1 ô lưới đến 3 ô lưới (90m và 270m).
Bảng 3.8. Đề xuất diện tích ni cá lồng bè tại hai vịnh Phất Cờ và Tùng Gấu.
TT

Tên Vịnh

Diện tích Vịnh liên quan đến
ni lồng bè
2
(m , lúc triều thấp nhất)

Diện tích đang ni
(m2; %)

Kiên nghị
(m ,% so với diện
tích Vịnh)
2

1

Phất Cờ

2500000

2070 (0.08%)

250000(10%)

2

Tùng Gấu

1060000

2579 (0.24%)

53000(5%)

3.2.2. Đề xuất mật độ và vị trí ni cá lồng bè trên diện tích
thực tế.
Theo tính tốn ở mục 3.1.3, bảng 3.3 thì sức chịu tải của mơi trường ở 2 khu vực nghiên cứu cịn có thể
tiếp nhận được số lượng lồng cá nuôi lớn hơn nữa, nhưng thực tế những khu vực đủ điều kiện đặt lồng nuôi
lại đang được sử dụng cho nhiều mục đích. Phần diện tích sử dụng cho dân sinh, giao thơng và du lịch ở
vịnh Tùng Gấu chiếm khoảng 40%, tại vịnh Phất Cờ là 80% diện tích có thể ni thả. Do đó phần diện tích
có thể sử dụng để ni cá lồng tại vịnh Tùng Gấu chỉ còn lại khoảng 213.120m2, tại vịnh Phất Cờ là
176.400m2. Trên các diện tích này, số lồng bè được tính tốn phù hợp với sức chịu tải của mơi trường được
trình bày trên bảng 3.9.
14


Bảng 3.9. Kết quả tính tốn số lồng bè phù hợp với sức chịu tải của môi trường
Tùng Gấu

Các tham số chính

Phất Cờ

Trung bình năm

2

Diện tích có thể đặt lồng bè (m )

213.120

176.400

3

1.457.643

1.289.372

3

34.594

60.346

229

136

1.101

702

872

566

12.038

17.488

1,04

0,64

Thể tích vực nước có thể ni VN (m )
Thể tích trung bình của ơ lồng VL (m )
Số ô lồng hiện tại
Số ô lồng phù hợp với sức chịu tải môi trường (c)
Số ô lồng tăng thêm (c)
2

Diện tích ni thực tế (m )
Tỷ lệ diện tích ni / diện tích tồn vịnh

3.3. Kết luận
1. Sự lựa chọn mơ hình thủy lực MIKE 21 HD và mơ hình chất lượng nước MIKE 21 WQ để nghiên
cứu, tính tốn các q trình động lực và phát tán vật chất tại vùng biển Hải Phòng - Quảng Ninh bao cả hai
vịnh nhỏ Phất Cờ và Tùng Gấu là hoàn tồn thích hợp.
2. Việc lựa chọn miền tính lớn và các miền tính nhỏ để lồng ghép trong mơ hình đáp ứng được những
u cầu trong cơng việc tính tốn và cho phép hạn chế sai số do địa hình gây ra vì địa hình khu vực tập trung
ni cá lồng bè đã được chi tiết hóa tới 30m x 30m.
3. Mơ hình thủy lực MIKE 21 HD đã được hiệu chỉnh kỹ lưỡng với 3 chuỗi số liệu mực nước từng giờ

15 ngày tại Cửa Ông, Vịnh Phất Cờ, Vịnh Tùng Gấu và 6 chuỗi số liệu vận tốc từng giờ tại hai Vịnh trên.
4. Mơ hình chất lượng nước MIKE 21 WQ đã được hiệu chỉnh với 24 chuỗi số liệu đo đạc từng giờ về
BOD, DO, N-NH4, N-NO2, N-NO3, P-PO4 tại hai vị trí cho hai Vịnh Phất Cờ và Tùng Gấu. Các kết quả so
sánh giữa tính tốn và thực đo khá phù hợp.
5. Những kết quả tính tốn cho thấy hiện trạng số lồng bè ni tại Vịnh Phất Cờ có thể tăng lên tới 10%
diện tích vịnh và tại Vịnh Tùng Gấu số lồng bè cá có thể tăng lên đến 5% diện tích vịnh.
3.4. Kiến nghị
Trong q trình phát triển ni cá tại các Vịnh trên cần thiết phải luôn luôn theo dõi diễn biến về chất lượng
nước đồng thời không nên phát triển ni với diện tích ồ ạt, mà phải tăng dần từng phần trăm diện tích sau
mỗi năm/vụ.
Các lồng bè ni từng khu vực với diện tích khoảng 800m2-900 m2 và các khu vực cách nhau 100m- 200m
(khoảng 5-6 ô lưới).

15