Áp dụng mô hình MIKE 21 tính lan truyền chất ô nhiễm nước từ nguồn thải công nghiệp vùng cửa sông ven biển quận hải an thành phồ hải phòng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.74 MB, 108 trang )

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Nguyễn Văn Nhật

ÁP DỤNG MƠ HÌNH MIKE 21 TÍNH LAN TRUYỀN CHẤT Ô NHIỄM
NƯỚC TỪ NGUỒN THẢI CÔNG NGHIỆP VÙNG CỬA SÔNG VEN
BIỂN QUẬN HẢI AN, THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2018

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Nguyễn Văn Nhật

ÁP DỤNG MƠ HÌNH MIKE 21 TÍNH LAN TRUYỀN CHẤT Ô NHIỄM
NƯỚC TỪ NGUỒN THẢI CÔNG NGHIỆP VÙNG CỬA SÔNG VEN
BIỂN QUẬN HẢI AN, THÀNH PHỐ HẢI PHỊNG

Chun ngành: Khoa học mơi trường
Mã số: 8440301.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS. TS. NGUYỄN CHU HỒI

Hà Nội – Năm 2018

MỤC LỤC
Mục lục ........................................................................................................................ i
Danh Mục Bảng Biểu ................................................................................................ iii
Danh mục hình .......................................................................................................... iv
Bảng ký hiệu viết tắt ................................................................................................. vi
Mở đầu ........................................................................................................................1
Chương 1: Tổng quan .................................................................................................4
1.1. Tình hình nghiên cứu mơ hình lan truyền chất ở ven biển.................................4
Tình hình nghiên cứu mơ hình lan truyền chất ở ven biển trên thế giới .......4
Tình hình nghiên cứu mơ hình lan truyền chất ở ven biển Việt Nam ...........6
1.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng mơ hình MIKE 21 ......................................8
Tình hình nghiên cứu và ứng dụng MIKE 21 trên thế giới ...........................8
Tình hình nghiên cứu và ứng dụng MIKE 21 ở Việt Nam ..........................11
1.3. Tình hình nghiên cứu chất lượng mơi trường khu vực Hải Phịng ..................12
1.4. Mơ tả tóm tắt vùng nghiên cứu ........................................................................14
Giới thiệu về khu cơng nghiệp Đình Vũ ......................................................14
Các hoạt động của khu cơng nghiệp Đình Vũ .............................................15
Đặc trưng điều kiện tự nhiên .......................................................................16
Điều kiện thủy hải văn .................................................................................23
Đặc điểm thuỷ sinh vật ................................................................................25
1.5. Đặc trưng nguồn thải khu cơng nghiệp Đình Vũ .............................................27
Chương 2: Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu ...................................29
2.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................29
2.2. Phạm vi nghiên cứu ..........................................................................................29

Phạm vi địa lý ..............................................................................................29
Phạm vi vấn đề ............................................................................................29

i

2.3. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................30
Phương pháp thu thập và tổng hợp thông tin ..............................................30
Phương pháp kế thừa ...................................................................................30
Phương pháp mơ hình tốn ..........................................................................30
Phương pháp bản đồ ....................................................................................38
Phương pháp xử lý thông tin và dữ liệu ......................................................39
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận .............................................................40
3.1. Một số vấn đề chất lượng nước cửa sông ven biển ..........................................40
3.2. Mô phỏng lan truyền chất trong nước khu vực nghiên cứu .............................43
Xây dựng miền tính .....................................................................................43
Một số chỉ tiêu sử dụng để đánh giá mức độ phù hợp kết quả tính tốn và
thực đo các mơ hình sử dụng trong luận văn .........................................................45
Thiết lập và hiệu chỉnh mơ hình sóng .........................................................45
Thiết lập và hiệu chỉnh mơ hình thuỷ lực ....................................................49
Thiết lập và hiệu chỉnh mơ hình lan truyền chất .........................................56
Kết quả mơ phỏng lan truyền nồng độ một số kim loại nặng năm 2016.....63
Trường hợp xảy ra sự cố ..............................................................................67
Nhận xét .......................................................................................................85
3.3. Đề xuất giải pháp giảm thiểu tác động ô nhiễm của nguồn thải công nghiệp..85
Kết luận và khuyến nghị ...........................................................................................91
Tài liệu tham khảo .....................................................................................................93
Phụ lục .......................................................................................................................96

ii

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1-1: Nhiệt độ trung bình tháng ở khu vực nghiên cứu (oC) .............................17
Bảng 1-2: Độ ẩm tương đối trung bình tháng ở khu vực nghiên cứu (%) ................17
Bảng 1-3: Lượng mưa bình quân tháng, năm ở khu vực nghiên cứu (mm) .............18
Bảng 1-4: Tần suất hướng và tốc độ gió Hịn Dấu mùa khơ thời kỳ 1956-2016 ......19
Bảng 1-5: Tần suất hướng và tốc độ gió Hòn Dấu mùa mưa thời kỳ 1956 -2016 ....21
Bảng 1-6: Tổng số ngày có sương mù trong tháng và cả năm (ngày) ......................22
Bảng 1-7: Số ngày có tầm nhìn xa tại trạm Hịn Dấu ...............................................23
Bảng 1-8: Trung bình dao động mực nước triều (cm) đặc trưng tại Hòn Dấu .........24
Bảng 1-9: Trung bình dao động mực nước triều (cm) theo hai mùa tại Hòn Dấu ....24
Bảng 1-10: Danh sách các loài tảo biển khu vực biển An Hải .................................25
Bảng 1-11: Kết quả phân tích nước thải sau xử lý của khu cơng nghiệp Đình Vũ...27
Bảng 3-1: Tiêu chí đánh giá các chỉ tiêu chất lượng cho mơ hình............................45
Bảng 3-2: Bộ tham số mơ đun sóng ..........................................................................47
Bảng 3-3: Bộ hệ số tối ưu của mơ hình MIKE 21 FM..............................................53
Bảng 3-4: Đánh giá kết quả quá trình hiệu chỉnh kiểm định ....................................55
Bảng 3-5: Một số thơng số chính sử dụng trong mơ đun chất lượng nước ..............58
Bảng 3-6: Bảng sai số các chất ô nhiễm tháng 8 năm 2015 .....................................59
Bảng 3-7: Bảng sai số các chất ô nhiễm tháng 11 năm 2015 ...................................60
Bảng 3-8: Bảng sai số các chất ô nhiễm tháng 8 năm 2016 .....................................61
Bảng 3-9: Bảng sai số các chất ô nhiễm tháng 11 năm 2016 ...................................62
Bảng 3-10: Các kịch bản mô phỏng sự cố ................................................................68

iii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1-1: Thành phần khu cơng nghiệp Đình Vũ .....................................................15

Hình 1-2: Hoa gió mùa khơ trạm Hịn Dấu thời kỳ 1956 - 2016 ..............................19
Hình 1-3: Hoa gió mùa mưa trạm Hịn Dấu thời kỳ 1956 - 2016 .............................20
Hình 2-1: Vị trí khu vực nghiên cứu .........................................................................29
Hình 2-2: Sơ đồ liên kết các mơ hình trong luận văn ...............................................39
Hình 3-1: Ảnh vệ tinh khu vực nghiên cứu...............................................................43
Hình 3-2: Khu vực nghiên cứu..................................................................................44
Hình 3-3: Địa hình biển khu vực nghiên cứu ............................................................44
Hình 3-4: Độ cao sóng trung bình tính tốn và thực đo khu vực nghiên cứu ...........48
Hình 3-5: Độ cao sóng lớn nhất tính tốn và thực đo khu vực nghiên cứu ..............48
Hình 3-6: Hướng sóng tính tốn và thực đo khu vực nghiên cứu .............................48
Hình 3-7: Gió tháng 8 năm 2016...............................................................................49
Hình 3-8: Gió tháng 11 năm 2016.............................................................................50
Hình 3-9: Hoa sóng tháng 8 năm 2016 .....................................................................50
Hình 3-10: Hoa sóng tháng 11 năm 2016 .................................................................50
Hình 3-11: Vị trí biên đất liền và biên mở ................................................................51
Hình 3-12: Số liệu mực nước biển tại trạm hải văn Hịn Dấu ..................................52
Hình 3-13: Kết quả kiểm định tháng 8 năm 2015 tại Trạm Hòn Dấu ......................54
Hình 3-14: Kết quả kiểm định tháng 11 năm 2015 tại Trạm Hịn Dấu ....................54
Hình 3-15: Kết quả kiểm định tháng 8 năm 2016 tại Trạm Hịn Dấu ......................54
Hình 3-16: Kết quả kiểm định tháng 11 năm 2016 tại trạm Hịn Dấu ......................55
Hình 3-17: Vị trí xả thải của vực xung quanh khu cơng nghiệp Đình Vũ ................56
Hình 3-18: Vị trí quan trắc nước biển ven bờ vùng biển Hải Phịng ........................57
Hình 3-19: Nồng độ các chất ơ nhiễm thực đo và tính tốn tháng 8 năm 2015 .......58
Hình 3-20: Nồng độ các chất ô nhiễm thực đo và tính tốn tháng 11 năm 2015 .....59

iv

Hình 3-21: Nồng độ các chất ơ nhiễm thực đo và tính tốn tháng 8 năm 2016 .......61
Hình 3-22: Nồng độ các chất ơ nhiễm thực đo và tính tốn tháng 11 năm 2016 .....62

Hình 3-23: Kết quả mơ phỏng Asen triều lên ...........................................................63
Hình 3-24: Kết quả mơ phỏng Asen triều xuống ......................................................64
Hình 3-25: Kết quả mơ phỏng Cd triều lên ...............................................................64
Hình 3-26: Kết quả mơ phỏng Cd triều xuống..........................................................65
Hình 3-27: Kết quả mơ phỏng Cu triều lên ...............................................................65
Hình 3-28: Kết quả mơ phỏng Cu triều xuống..........................................................66
Hình 3-29: Kết quả mơ phỏng Hg triều lên ..............................................................66
Hình 3-30: Kết quả mơ phỏng Hg triều lên ..............................................................67
Hình 3-31: Kết quả mơ phỏng asen với kịch bản 1...................................................69
Hình 3-32: Kết quả mơ phỏng cadimi với kịch bản 1 ...............................................71
Hình 3-33: Kết quả mơ phỏng đồng với kịch bản 1 ..................................................73
Hình 3-34: Kết quả mơ phỏng thuỷ ngân với kịch bản 1 ..........................................75
Hình 3-35: Kết quả mơ phỏng Asen với kịch bản 2 .................................................78
Hình 3-36: Kết quả mô phỏng Cadimi với kịch bản 2 ..............................................79
Hình 3-37: Kết quả mơ phỏng đồng với kịch bản 2 ..................................................81
Hình 3-38: Kết quả mơ phỏng thuỷ ngân với kịch bản 2 ..........................................83

v

BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT

BQP
BTNMT
CCN
DHI
FM
GFS
GIS
HD

KCN
NOAA
QCVN
SW
Tp.
TSS
TXLNT
UNESCO

: Bộ Quốc phòng
: Bộ Tài nguyên Môi trường
: Cụm công nghiệp
: Viện thuỷ lực Đan Mạch
: Mơ hình dịng chảy
: Hệ thống dự báo tồn cầu
: Hệ thống thông tin địa lý
: Thuỷ động lực
: Khu cơng nghiệp
: Cục quản lý khí tượng và đại dương quốc gia Mỹ
: Quy chuẩn Việt Nam
: Sóng nước nông
: Thành phố
: Tổng chất rắn lơ lửng
: Trạm xử lý nước thải
: Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa Liên Hiệp Quốc

vi

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Ơ nhiễm nguồn nước là một trong những thách thức toàn cầu đối với tất cả các
quốc gia trên thế giới. Đây là một trong những tác động rõ nét nhất của phát triển
kinh tế đến môi trường và sức khoẻ con người. Thơng thường, có 3 nguồn thải chính
gây ơ nhiễm nguồn nước là nguồn thải sinh hoạt, nguồn thải nông nghiệp và nguồn
thải công nghiệp. Ở nhiều quốc gia trên thế giới – trong đó có Việt Nam, rất nhiều
nguồn thải đổ trực tiếp ra nơi tiếp nhận mà chưa qua xử lý. Trong khi nước thải sinh
hoạt chủ yếu mang theo chất ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật gây hại thì nguồn nước
thải nơng nghiệp thường gồm thành phần thuốc bảo vệ thực vật cho cây trồng và nước
thải công nghiệp thường mang theo lượng lớn kim loại nặng, chất độc hại.
Trong khi nguồn nước sơng đóng vai trị quan trọng trong nơng nghiệp thì nguồn
nước khu vực cửa sông ven biển tác động trực tiếp đến ngành nuôi trồng thuỷ sản.
Chất lượng nước sông và vùng cửa sông ven biển biến động phụ thuộc không chỉ vào
việc phân bố khơng gian mà cịn theo thời gian của các chất gây ô nhiễm. Với hiện
trạng kinh tế ngày càng phát triển như hiện nay, việc đánh giá sự thay đổi theo mùa
của chất lượng nước mặt là một khía cạnh quan trọng để đánh giá sự tác động của các
nguồn xả ra sông và vùng cửa sông ven biển.
Khu kinh tế Đình Vũ-Cát Hải là một trong hai khu kinh tế ven biển ở miền Bắc
Việt Nam, được thành lập vào tháng 01 năm 2008. Toàn bộ diện tích của khu khoảng
216 km², bao trùm một phần huyện Thủy Nguyên (cụ thể là các xã Trung Hà, Thủy
Triều, An Lư, Ngũ Lão, Phục Lễ, Phả Lễ, Lập Lễ, Tam Hưng), đảo Vũ Yên, đảo Đình
Vũ, đảo Cát Hải của thành phố Hải Phòng. Ranh giới của khu kinh tế ở hai phía Bắc
và Đơng lần lượt là sơng Bạch Đằng và sơng Giá; phía Nam giáp vịnh Bắc Bộ. Khu
kinh tế Đình Vũ-Cát Hải được thành lập nhằm phát triển kinh tế hàng hải mà trọng
tâm là dịch vụ cảng biển. Việc xây dựng khu kinh tế được đặt trong quy hoạch phát
triển vùng kinh tế trọng điểm Bắc bộ, hành lang kinh tế Côn Minh - Hà Nội - Hải
Phòng và vành đai kinh tế vịnh Bắc Bộ.

1

Tuy nhiên, bên cạnh các tác động tích cực trong việc phát triển kinh tế - xã hội,
các nguồn thải từ khu kinh tế Đình Vũ-Cát Hải cũng sẽ tác động đến ngành nuôi trồng
thuỷ sản khu vực cửa sông Bạch Đằng - nơi tiếp nhận nguồn thải của khu kinh tế
Đình Vũ thuộc quận Hải An. Từ vùng cửa sông, chất ô nhiễm tiếp tục sẽ gây hệ lụy
đến chất lượng nước vùng biển bên ngồi. Do đó, học viên đã chọn và thực hiện đề
tài luận văn thạc sỹ: “Áp dụng mơ hình MIKE 21 tính lan truyền chất ô nhiễm nước
từ nguồn thải công nghiệp vùng cửa sơng ven biển quận Hải An, thành phố Hải
Phịng”. Đề tài này tập trung làm rõ tác động nguồn thải từ khu kinh tế Đình Vũ đến
nơi tiếp nhận nguồn thải là khu vực cửa sông ven biển thuộc quận Hải An thơng qua
việc áp dụng mơ hình MIKE 21 phân tích ảnh hưởng của chất ơ nhiễm đến việc nuôi
trồng thuỷ sản khu vực ven biển huyện Hải An, thành phố Hải Phòng.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chung
Nắm được phương pháp nghiên cứu lan truyền chất ô nhiễm cho vùng nước cửa
sơng ven biển, góp phần hiểu được thực trạng và ảnh hưởng của nguồn thải từ khu
kinh tế Đình Vũ đến vùng biển nghiên cứu.
Mục tiêu cụ thể
- Nghiên cứu ứng dụng mơ hình MIKE 21 SW, MIKE 21 FM với các mô đun
thuỷ lực (HD) và mô đun EcoLab (Ecolab) trong nghiên cứu chất ô nhiễm từ Khu
cơng nghiệp Đình Vũ, Hải Phịng.
- Mơ phỏng chế độ thuỷ lực và lan truyền kim loại nặng cho vùng cửa sơng ven
biển Hải An, Hải Phịng.
- Đề xuất được giải pháp bảo vệ môi trường khu vực cửa sông ven biển Hải An
từ kết quả nghiên cứu.
3. Phạm vi nghiên cứu
a) Đối tượng nghiên cứu:
- Chế độ thuỷ lực khu vực cửa sông ven biển Hải An, thành phố Hải Phòng.

2

- Khả năng lan truyền kim loại nặng tại điểm xả của khu cơng nghiệp Đình Vũ
và vùng cửa sơng ven biển Hải An, thành phố Hải Phòng.
b) Phạm vi địa lý:
Phía đơng quận Hải An, Tp. Hải Phịng.
c) Phạm vi vấn đề:
(i) Mô phỏng chế độ thuỷ lực khu vực cửa sông ven biển quận Hải An;
(ii) Mô phỏng lan truyền kim loại nặng khu vực cửa sông ven biển quận Hải An;
(iii) Đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường khu vực ven biển Hải An từ kết quả
nghiên cứu.
4. Cơ sở tài liệu thực hiện luận văn
Số liệu hải đồ của Bộ tư lệnh Hải quân Việt Nam.
Số liệu địa hình khu vực nghiên cứu từ các khảo sát, đo đạc nghiên cứu trong
một số dự án, đề tài đã thực hiện.
Số liệu lưu lượng các biên cửa sông kế thừa từ đề tài “Xây dựng chương trình
dự báo xâm nhập mặn cho khu vực đồng bằng sơng Hồng - Thái Bình”.
Số liệu gió tái phân tích của mơ hình GFS trong hệ thống dữ liệu của NOAA,
độ phân giải của lưới 0.5x0.5.
Số liệu mực nước, sóng, gió tại trạm hải văn Hịn Dấu.
Báo cáo xả thải của các khu công nghiệp trong khu vực nghiên cứu: KCN Đình
Vũ, cơng ty Shinetsu, cảng Đình Vũ, cảng Tân Vũ.
Chuỗi số liệu quan trắc thực đo chất lượng nước khu vực biển ven bờ thành phố
Hải Phòng, nguồn số liệu được cung cấp bởi Trung tâm quan trắc môi trường - Sở
Tài ngun mơi trường Hải Phịng.

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tình hình nghiên cứu mơ hình lan truyền chất ở ven biển
Tình hình nghiên cứu mơ hình lan truyền chất ở ven biển trên thế giới
Ngày nay, việc sử dụng các mơ hình số để tính tốn, mơ phỏng, đánh giá chất
lượng mơi trường nước khu vực biển 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 mơ hình tính tốn cũng khác nhau. Có thể liệt kê một số
mơ hình thường được áp dụng để đánh giá chất lượng nước trên thế giới.
Mơ hình WASP7 (Water Quality Analysis Simulation Program 7) là mơ hình
được xây dựng dựa trên mơ hình trước đó (WASP – được xây dựng bởi Di Toro,
1983; Connolly vaf Winfield, 1984; Ambrose, R.B, 1988). Mơ hình này được sử dụng
để mô phỏng và dự báo chất lượng nước giúp các nhà quản lý đưa ra những quyết
định, giải pháp đối phó với các hiện tượng ơ nhiễm tự nhiên và từ các hoạt động của
con người. Mơ hình này cho phép người sử dụng áp dụng trong không gian 1D nhưng
cũng có thể mơ phỏng tựa 2D và 3D. Mơ hình WASP cũng có thể liên kết với các mơ
hình thủy động lực và vận chuyển trầm tích để mơ phỏng trường dịng chảy, nhiệt độ,
độ muối và vận chuyển trầm tích. Mơ hình WASP đã được sử dụng để mơ phỏng q
trình yếm khí trong vịnh Tampa; Cung ứng Photpho cho hồ Okeechobee; Q trình
yếm khí tại cửa sơng Neuse River; Ơ nhiễm vật chất hữu cơ dễ phân hủy tại cửa sông
Delaware, ô nhiễm kim loại nặng tại sơng Deep, bắc Carolina.
Mơ hình AQUATOX là mơ hình mơ phỏng hệ sinh thái thủy sinh. Mơ hình có
thể dự báo q trình suy tàn do nhiều loại chất gây ơ nhiễm mơi trường như dinh
dưỡng, hóa học hữu cơ và ảnh hưởng của chúng lên các hệ sinh thái, bao gồm các
lồi cá, động vật khơng xương sống và các lồi thực vật thủy sinh. AQUATOX là
cơng cụ hữu hiệu cho các nhà môi trường học, sinh học, những nhà mơ 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.

4

Mơ hình QUAL2K (hay Q2K) (River and Stream Water Quality Model) được
nâng cấp từ mơ hình trước đó là QUAL2E hay Q2E (Brown và Barnwell, 1987). Đây
là mơ hình mơ phỏng chất lượng nước suối và sơng một chiều có sự tham gia của q
trình xáo trộn hồn tồn. Một đặc điểm linh hoạt của mơ hình này là có thể chạy được
trong ngôn ngữ Visual Basic hoặc trong môi trường Excel. Mơ hình có những đặc
điểm sau: có thể tính tốn trên từng phân đoạn của sơng và các nhánh sơng. Mơ hình
tính tốn chu trình nitơ; Thơng qua các chu trình chuyển hóa nitơ để biểu diễn các
hợp chất cacbon (loại ơxy hóa nhanh và chậm), các loại cacbon hữu cơ không sống
(các phân tử cacbon, nitơ, phốtpho trong các hợp chất hóa học). Các q trình thiếu
hụt ôxy gần tới giá trị không do các quá trình ơxy hóa, trong đó q trình khử nitơ là
bước tương tác đầu tiên. Tính tốn thơng lượng trao đổi ơxy hịa 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 mơ
hình thuỷ lực 3 chiều với mơ hình chất lượng nước. Ưu điểm của mơ hình này là việc
kết hợp giữa các module tính tốn phức tạp để đưa ra những kết quả tính mơ 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 mơ hình thuỷ lực 1, 2 chiều với mơ hình chất lượng nước,
trong đó mơ đun RMA4 là mơ hình số trị vận chuyển các yếu tố chất lượng nước
phân bố đồng nhất theo độ sâu. Mơ đun này có thể tính tốn sự tập trung của 6 thành
phần bảo tồn hoặc khơng bảo tồn theo lưới 1 chiều hoặc 2 chiều.
ECOHAM (phiên bản 1 và 2) là mơ hình số 3D kết hợp giữa module thủy lực
với module sinh thái được nhóm nghiên cứu của Trường đại học Hamburg (Đức) phát
triển. Mơ hình chủ yếu tính tốn dựa trên chu trình của các hợp phần của nitơ và
phốtpho trong đó có tính đến cả thực vật và động vật phù du trong nước biển.
ECOSMO (ECOSystem MOdel) là mơ hình ba chiều thủy động lực - băng biển
- sinh địa hóa. Mơ hình được phát triển dựa trên mơ 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 mô đun sinh học (Schrum, 2006). Mô

5

đun sinh học NPZD dựa trên quá trình chuyển đổi giữa mức đầu tiên và thứ hai trong
chuỗi thức ăn và được điều khiển bởi các thông lượng nitơ, photpho và silic. Điều
quan trọng trong tính tốn mơ hình này là thống nhất được giới hạn các chu trình dinh
dưỡng vĩ mô và động vật phù du như là mô hình ch̉n đốn 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, mơ hình cịn tính tốn sự biến đổi các mảnh vụn và ơxy để có thể đánh
giá được lượng cịn lại và các q trình ơxy hóa. Các tính tốn về sinh khối sơ cấp và
thứ cấp. Mơ hình ECOSMO đã được áp dụng một cách thành công trong việc mô tả
khu vực có động lực dinh dưỡng yếu ở 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 mơi 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 sơng, 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: Mơ 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 mơ hình bao gồm: Các hợp chất dinh dưỡng của nitơ và phốtpho, 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 là 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
mơ đun thuỷ lực (HD) và chất lượng nước (ECOLab), 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.
Tình hình nghiên cứu mơ hình lan truyền chất ở ven biển Việt Nam
Ở nước ta, trong những năm gần đây, việc xây dựng và ứng dụng mơ hình trong

nghiên cứu thủy động lực – môi trường đang rất được quan tâm. Trong đó những
nghiên cứu, điều tra, tính tốn ơ nhiễm mơi trường các vũng, vịnh và khu vực ven

6

biển - khu vực tập trung chủ yếu các hoạt động kinh tế của con người, ngày càng
được tập trung phát triển. 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 dịng vật chất bổ
sung (Flux) và quy 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 cịn được sử dụng tính tốn mức
độ dinh dưỡng của hệ đầm phá Tam Giang – Cầu Hai (Thừa Thiên - Huế). Tuy nhiên,
phương pháp này chưa tính tốn đến q trình khuếch tán vật chất trong không gian
và chỉ giới hạn tại một số điểm nhất định.
Trong phạm vi luận án tiến sĩ, Hoàng Dương Tùng (2004), đã nghiên cứu sử
dụng phần mềm DELFT 3D - WAQ đánh giá khả năng chịu tải ô nhiễm của Hồ Tây
xét đến khả năng biến động các yếu tố DO, BOD, COD, NH4+, NO3-, PO4- theo không
gian 2 chiều và biến đổi theo thời gian với mục đích xây dựng căn cứ khoa học trong
việc xây dựng kế hoạch bảo vệ và phát triển Hồ Tây.
Trong khuôn khổ đề tài cấp Bộ, Trần Lưu Khanh (2006) và các cộng sự cũng
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 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).
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 truyền
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 lượng các biến mơi trường cịn
hạn chế, đồng thời cịn mang tính chất vĩ mơ cho khu vực nghiên cứu.
Bài báo “Đánh giá chất lượng nước vùng cửa sông và biển ven bờ để định hướng
giải pháp cơng nghệ xử lý phù hợp cho mục đích cấp nước sinh hoạt” của PGS.TS
Trần Đức Hạ và cộng sự đánh giá chất lượng nước và khả năng sử dụng nước từ các

7

vùng cửa sông và ven biển để cấp nước sinh hoạt đồng thời đề xuất công nghệ màng
lọc xử lý nước lợ và nước mặn vùng cửa sông và ven biển để cấp nước sinh hoạt được
đăng trên Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng số 10/9 – 2011 [4].
Bài báo “Dự báo mức độ ô nhiễm môi trường do phát triển công nghiệp trên địa
bản tỉnh Long An đến năm 2020” của tác giả Nguyễn Văn Phước và cơng sự sử dụng
mơ hình ISC 3 và MIKE 11 để xác định mức độ lan truyền ô nhiễm môi trường khơng
khí và nước. Đối với mơi trường nước, dựa trên bản đồ dự báo lan truyền ơ nhiễm
nước có thể xác định được những nguồn thải nào là nguyên nhân gây ơ nhiễm mơi
trường nước đăng trên tạp chí phát triển khoa học và công nghệ, tập 14 số M1-2011
[12].
Bài báo “Nghiên cứu biến động chất lượng nước khu vực Vũng An Hoà – huyện
Núi Thành – tỉnh Quảng Nam” của tác giả Bùi Thị Hồng và cộng sự đã áp dụng mơ
hình MIKE 21 Ecolab để nghiên cứu biến động chất lượng nước theo mùa và đề xuất
các kịch bản dự báo đến năm 2020 để để xuất giải phpá bào vệ môi trường, xử lý chất
thải hiệu quả được đăng trên Tạp chí khí tượng thuỷ văn số tháng 3 – 2017 [6].
Bài báo “Ứng dụng mô hình MIKE 11 mơ phỏng q trình lan truyền chất ô
nhiễm do nuôi trồng thuỷ sản trên một số sông lớn tỉnh Quảng Trị” của tác giả Nguyễn
Vũ Anh Tuấn và cộng sự đã nghiên cứu ứng dụng mơ hình chất lượng nước MIKE
11 để mô phỏng diễn biến chất lượng nước trên các sơng chính tỉnh Quảng Trị có xét
đến tác động của xả thải từ các điểm nuôi trồng thuỷ sản, kết quả đánh giá được hiện
trạng chất lượng nước làm cơ sở để xây dựng công cụ quy hoạch nuôi trông thuỷ sản

bảo vệ môi trường đăng trên Tạp chí khoa học DHQGHN: Các khoa học Trái đất và
Môi trường, Tập 32, Số 3S – 2016 [15].
1.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng mơ hình MIKE 21
Tình hình nghiên cứu và ứng dụng MIKE 21 trên thế giới
Changjun Zhu, Qinag Liang, Feng Yan và Wenlong Hao đã sử dụng mơ hình
MIKE 21 để mơ phỏng chất lượng nước hồ chứa Erhai và phân tích khả năng ô nhiễm
nguồn nước có thể xảy ra dọc hồ này vào các thời kỳ mùa khơ, mùa mưa và bình

8

thường. Kết quả nghiên cứu này được sử dụng để tham khảo trong việc dự báo và bảo
vệ nguồn nước hồ Erhai [3].
Năm 2016, các nhà nghiên cứu Raúl A. Cáceres - Khoa Thuỷ lực và Tưới tiêu Đại học Quốc gia Argentina, Julio A. Zyserman - Viện Thuỷ lực DHI, and Gerardo
M. E. Perillo - Khoa Địa lý - Viện Hải dương học Argentina đã nghiên cứu ứng dụng
mô hình MIKE 21 mơ phỏng vận chuyển bùn cát ven biển khu vực cảng Mar del Plata
– khu vực quan trọng trong phát triển thuỷ sản ở Argentina. Quá trình lắng đọng và
xói mịn khu vực nghiên cứu được mơ phỏng sử dụng mơ hình MIE 21 phát triển bởi
DHI. Mơ hình hình thái đã được hiệu chỉnh và kiểm định dựa trên các thay đổi độ sâu
đo được. Mô hình này sau đó được áp dụng cho mơ phỏng để đánh giá hiệu quả của
việc thiết lập lại chiều sâu thiết kế của kênh dẫn thơng qua q trình nạo vét. Mơ hình
thể hiện được q trình thủy động lực học và trầm tích chính xảy ra xung quanh lối
vào bến cảng, đồng thời cung cấp các thông tin hữu ích cho việc nạo vét bảo trì kênh
dẫn [8].
Arue Hammrich và Dagmar Schuster (năm 2014) đã nghiên cứu ứng dụng mơ
hình MIKE 21 để mơ phỏng nồng độ các chất: thực vật phù du, chất diệp lục, động
vật phù du, chất hữu cơ, chất vô cơ và ôxy trong sơng Elbe ở Hamburg. Mơ đun mơ
phỏng q trình trao đổi chất dinh dưỡng được kết hợp trong mô đun tải khuếch tán
để mơ phỏng các q trình vận chuyển vật lý tại mỗi nút trong mơ hình tính tốn. Mơ
hình được sử dụng để mơ phỏng điều kiện ơxy trong cảng Hamburg, đặc biệt là q

trình trao đổi ơxy hoà tan trong kênh Reiherstieg – kênh thường xuyên được đóng ở
phía nam cảng để ngăn khơng cho chất rắn lơ lửng di chuyển vào phía trong. Mơ hình
đã chỉ ra rằng chất lơ lửng và độ khoáng hoá các chất hữu cơ giữ vai trò quan trọng
trong hệ thống. Sự cân bằng giữa việc mở cửa cống để tăng lượng ơxy trong nước ở
vị trí cảng và bảo vệ các thành phần hữu cơ đóng vai trị quan trọng trong việc cân
bằng ôxy ở Reiherstieg [2].
Theo kết quả công bố trên tạp chí Oceanography and Fisheries năm 2017,
Manivanan R - Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng và Nước, Ấn Độ đã đưa ra kết quả
ứng dụng mơ hình MIKE 21 Ecolab trong mô phỏng chất lượng nước ven biển khu

9

vực Nandgadon. Mục đích là đánh giá khả năng mơ hình hóa chất lượng nước ở khu
vực ven biển. Các nhà phân tích mơi trường u cầu ước tính mức độ ơ nhiễm nước
và các mơ hình phân tán / vận chuyển chất thải công nghiệp ra môi trường ven biển
trong trường hợp cố ý hoặc xảy ra sự cố. Mơ hình chất lượng nước hỗ trợ trong việc
đánh giá các tác động tiềm tàng đối với sức khỏe con người / mơi trường và các hoạt
động của Chính phủ bằng cách đưa ra các ước tính dự báo về nồng độ chất ô nhiễm,
tốc độ và hướng đi. Mô hình chất lượng nước là một cơng cụ hữu ích cho các dự án
kỹ thuật ven biển [6].
Năm 2010, Anders Christian Erichsen, Flemming Møhlenberg, Rikke
Margrethe Closter, Johannes Sandberg - Viện Thuỷ lực DHI đã giới thiệu chi tiết mơ
hình mơ phỏng vận chuyển cácbon, chất hữu cơ và hạt nhân phóng xạ trong hệ sinh
thái thuỷ sinh ở Ưregrundsgrepen. Tác giả đã cung cấp đầu vào bổ sung cho việc đánh
giá rủi ro của kho dự trữ chất thải hạt nhân được quy hoạch tại Forsmark. Những gì
được mơ tả trong báo cáo này là phát triển và ứng dụng các mơ hình có độ phân giải
cao cho hệ sinh thái biển và các q trình phóng xạ hạt nhân. Mơ hình mơ phỏng sự
biến đổi khơng gian và thời gian trong các q trình vận chuyển. Mơ hình thủy động
lực học MIKE 21 đã được xây dựng và hiệu chỉnh cho vùng Forsmark. Mơ hình hệ

sinh thái MIKE 21 Ecolab sau đó được phát triển và kết hợp với mơ hình thủy động
lực học. Mơ hình mơ phỏng hệ sinh thái và hạt nhân phóng xạ được phát triển trong
mô đun MIKE ECOLab liên kết với mô đun thủy động lực MIKE FM. Cả mơ hình
hệ sinh thái và mơ hình phóng xạ đều được chạy trong vài năm (5-8 năm) để đưa các
biến trạng thái vào trạng thái cân bằng bán tĩnh trong vùng mơ hình. Mơ hình hệ sinh
thái và mơ hình hạt nhân phóng xạ liên quan bao gồm một mơ-đun trầm tích chi tiết,
nơi các hạt nhân phóng xạ có thể bị ràng buộc bởi sự hấp thụ các chất hữu cơ và vô
cơ, được kết tủa, vận chuyển bằng chất lơ lửng và sau đó lắng đọng ở độ sâu lớn hơn.
Kết quả đáng kể của mơ hình là định lượng được sự biến đổi theo mùa và theo khơng
gian [1].
Louise Kregting và Bjưrn Elsäßer (2014) [4] đã sử dụng mơ hình MIKE 21 FM
mơ tả sự thay đổi q trình triều khu vực đảo Strangford Lough, Bắc Ailen. Kết quả

10

tính tốn hiệu chỉnh và kiểm định được cho thấy mực nước và tốc độ dịng chảy tính
tốn so sánh với số liệu thực đo phù hợp tương ứng > 0.98 và > 0.84, xung quanh đảo
có chế độ dịng chảy phức tạp với tốc độ lớn (3.5m/s).
Năm 2011, M. Hassannezhad, M. Soltanpour, S. Haghighi [5] đã mô phỏng
trường thủy động lực và dữ liệu thực đo bằng mơ hình MIKE 21 HD cho vùng vịnh
Chabahar nằm ở phía Bắc của biển Oman. Số liệu đầu vào bao gồm trường gió, sóng
tại các vị trí khác nhau. Q trình hiệu chỉnh được thực hiện để phân tích độ nhạy của
mơ hình như: các điều kiện biên, độ nhớt xốy, hệ số nhám, hệ số ma sát gió, độ phân
giải lưới và các bước thời gian. Kết quả hiệu chỉnh cho thấy độ cao thủy triều phù
hợp với số liệu thực đo tại các trạm.
Tình hình nghiên cứu và ứng dụng MIKE 21 ở Việt Nam
Trần Hồng Thái (2017) đã trình bày kết quả nghiên cứu ứng dụng mơ hình
MIKE 21 Ecolab [13] vào mô phỏng đánh giá chất lượng nước khu vực ven biển Đình
Vũ, thành phố Hải Phịng - cửa ngõ giao thông ra biển của vùng kinh tế trọng điểm

phía Bắc. Nơi đây, các hoạt động hàng hải, cơng nghiệp tại đây đang phát triển một
cách nhanh chóng, mạnh mẽ, nhộn nhịp và phức tạp. Trong những năm gần đây cùng
với sự phát triển nhanh chóng của các ngành công nghiệp, hàng hải, ngư nghiệp và
dịch vụ đã và đang gây sức ép không nhỏ đến môi trường trong khu vực. Đó cũng
chính là ngun nhân làm cho mơi trường khu vực Đình Vũ, thành phố Hải Phịng ô
nhiễm một cách đáng báo động, đặc biệt là vấn đề ô nhiễm môi trường nước biển ven
bờ.
Năm 2009, Phạm Đức Nghĩa - Trung tâm Nghiên cứu Môi trường và Xử lý
nước thải - Viện Khoa học Thuỷ lợi miền Nam đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu áp
dụng mô hình hai chiều MIKE 21 EcoLab tính tốn chất lượng nước trên sông Hậu
(đoạn từ Long Xuyên đến thành phố Cần Thơ)”. Kết quả mơ hình mơ phỏng đưa ra
bức tranh chi tiết theo không gian và thời gian về chế độ thuỷ lực (mực nước, vận tốc,
lưu lượng dòng chảy,…); diễn biến chất lượng nước (nồng độ BOD5 và DO) tại các
vị trí trên sơng Hậu đoạn từ Long Xuyên đến Cần Thơ [11].

11

Trần Duy Kiều - Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường (2016) đã “Nghiên
cứu mô phỏng nguy cơ lan truyền vệt dầu trong sự cố tràn dầu trên vùng biển Phú
Quốc”. Tác giả đã sử dụng bộ mơ hình MIKE là một phần mềm kỹ thuật chuyên dụng
do DHI (Viện Thuỷ lực Đan Mạch) xây dựng và phát triển trong khoảng 20 năm trở
lại đây, được ứng dụng để mơ phỏng q trình thủy thạch động lực (sóng, dịng chảy,
vận chuyển bùn cát, biến đổi đường bờ), chất lượng nước, tràn dầu ở cửa sông và
vùng biển. Một số mơ đun của mơ hình MIKE được sử dụng bao gồm: mô đun MIKE
21 HD thuỷ động lực học mô phỏng mực nước và dịng chảy vùng cửa sơng, vịnh và
ven biển; mơ đun MIKE 21 SW dùng để tính tốn sự phát triển, suy giảm, lan truyền
sóng gió và sóng lừng ở ngồi khơi và khu vực ven bờ; mô đun MIKE 21/3 để theo
dõi diễn biến các phần tử, được sử dụng để mơ phỏng q trình vận chuyển, phân hủy
chất lơ lửng, chất lắng đọng hoặc sự cố tràn ở vùng hồ, cửa sông, ven biển hay ngồi

khơi. Trên cơ sở đó tác giả đã đưa ra được bức tranh tổng quát mô phỏng việc lan
truyền ô nhiễm dầu trong khu vực [10].
Nguyễn Thanh Hùng (năm 2012) đã ứng dụng mơ hình MIKE 21/3 FM
COUPLE tính tốn một số đặc trưng hải văn tỉnh Bình Thuận trong đó có tính đến
trường dịng chảy. Kết quả tính tốn được hiệu chỉnh kiểm định tại trạm Phan Thiết
trong 15 ngày, kết quả tính tốn phù hợp với số liệu thực đo, chỉ số Nash đạt được
khá cao, có giá trị = 0.89 [7].
Phạm Thu Hương và nnk [8] đã nghiên cứu ứng dụng mơ hình MIKE 21 FM
nghiên cứu ảnh hưởng của sóng và dịng chảy đến cửa sơng Đà Rằng tỉnh Phú n.
Mơ hình được hiệu chỉnh và kiểm định bằng số liệu khảo sát biến trình mực nước các
trận lũ tháng 9/2005 và tháng 11/2008. Kết quả tính tốn là tương đối phù hợp, khẳng
định độ tin cậy của các thông số đã được lựa chọn. Mô hình hồn tồn có thể được
sử dụng cho các tính tốn nghiên cứu trong lưu vực.
1.3. Tình hình nghiên cứu chất lượng mơi trường khu vực Hải Phịng
Dưới đây là một số nghiên cứu liên quan đến đánh giá tác động các nguồn ơn
nhiễm đến Hải Phịng nói chung và khu vực Đình Vũ nói riêng.

12

Bài báo “Nghiên cứu lan truyền chất ô nhiễm trên mơ hình tốn hai chiều vùng
biển Đờ Sơn - Hải Phòng” của tác giả Hồ Việt Cường và cộng sự đã trình bày các kết
quả nghiên cứu, tính tốn chất lượng nước vùng biển Đồ Sơn - Hải Phòng trên mơ
hình tốn hai chiều theo một số kịch bản khác nhau về mùa, gió và sóng sử dụng mơ
hình MIKE ECOLab với ba modul được tính tốn tổng hợp gồm: Modul
Hydrodynamic, Spectral Waves và ECO Lab đăng trên Tạp chí khoa học và công
nghệ thuỷ lợi số 25 – 2015 [3].
Báo cáo Dữ liệu về diễn biến môi trường thành phố Hải Phòng thuộc chuyên đề
Dữ liệu về diễn biến môi trường của khu vực trọng điểm phát triển kinh tế xã hội khu
vực phía Bắc - Nhiệm vụ khoa học “Đánh giá diễn biến môi trường khu vực trọng

điểm phát triển kinh tế xã hội của hai vùng tam giác phía Bắc và phía Nam” năm
2004 đã tổng hợp các thông tin về nguổn xả, diễn biến chất ô nhiễm trong mơi trường
và hiện trạng mơi trường Hải Phịng đến thời điểm nghiên cứu [1].
Báo cáo đánh giá tác động môi trường thuộc Dự án “Đầu tư xây dựng hạ tầng
khu công nghiệp và dịch vụ hàng hải” năm 2011. Báo cáo Đánh giá tác động môi
trường được thực hiện trên cơ sở kết hợp các phương pháp đánh giá khác nhau để
thống kê, tính tốn tải lượng, dự báo diễn biến ô nhiễm cho từng giai đoạn hoạt động
và trong suốt quá trình thực hiện dự án; các phương pháp được sử dụng bao gồm
phương pháp phân tích hệ thống, phương pháp đánh giá nhanh, phương pháp dự báo
(phương pháp chuyên gia); phương pháp điều tra kinh tế - xã hội và phương pháp mơ
hình tốn với các mơ hình được sử dụng bao gồm mơ hình khuếch tán nguồn đường,
cơng thức Sutton; mơ hình khuếch tán nguồn điểm Gauss; mơ hình khuếch tán nguồn
mặt. Báo cáo đã sử dụng một số mơ hình để tính tốn lan truyền ơ nhiễm tuy nhiên
các mơ hình này phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố khách quan; hiện nay với khoa học
cơng nghệ và mơ hình ngày càng hiện đại thì việc lựa chọn các mơ hình phù hợp hơn
là cần thiết [2].
Bái báo “Tiến tới hồn thiện mơ hình ba chiều (3D) thuỷ động lực cửa sông ven
biển của tác giả Đinh Văn Ưu đã sử dụng mơ hình thuỷ động lực biển ven bờ của
Trung tâm Động lực và mơi trường biển (MDEC) để tính tốn thuỷ động lực cho

13

vùng cửa sơng ven biển Hải Phịng nơi có địa hình phức tạp. Kết quả áp dụng mơ
hình đã xác định được tương quan mực nước - lưu lượng tại cửa sơng Nam Triệu; mơ
hình đã được kết nối thành cơng vào hệ thống mơ hình thuỷ động lực và mơi trường
cửa sơng ven biển Hải Phịng. Trên cơ sở kế thừa kết quả nghiên cứu này, Phạm Văn
Tiến đã nghiên cứu ứng dụng mơ hình MDEC này vào đề tài luận văn Thạc sỹ nghiên
cứu tính tốn chế độ thuỷ động lực và vận chuyển trầm tích vùng cửa sơng ven biển
Hải Phịng. Kết quả nghiên cứu đã đưa ra được kết luận q trình vận chuyển trầm

tích vùng cửa sơng ven biển Hải Phịng thì thuỷ triều đóng vai trị chính, đồng thời
kết quả tính tốn cũng cho thấy ln có sự hiện diện của dịng chảy thuận nghịch dọc
bờ Cát Hải và dòng chảy ven bờ Đồ Sơn - An Dương; các dịng này đóng vai trị quan
trọng trong q trình vận chuyển, làn truyền trầm tích khu vực nghiên cứu [14,16].
1.4. Mơ tả tóm tắt vùng nghiên cứu
Giới thiệu về khu cơng nghiệp Đình Vũ
Khu kinh tế Đình Vũ - Cát Hải được thành lập vào tháng 1 năm 2008 trên diện
tích 216 km², bao gồm một phần huyện Thủy Nguyên (cụ thể là các xã Trung Hà,
Thủy Triều, An Lư, Ngũ Lão, Phục Lễ, Phả Lễ, Lập Lễ, Tam Hưng), đảo Vũ Yên,
bán đảo Đình Vũ, đảo Cát Hải của thành phố Hải Phòng. Ranh giới của khu kinh tế
này ở hai phía Bắc và Đông lần lượt là sông Bạch Đằng và sông Giá; phía Nam giáp
với Biển Đơng. Nhiệm vụ chính của khu kinh tế này là phát triển kinh tế hàng hải với
trọng tâm là dịch vụ cảng biển. Việc xây dựng khu kinh tế này được đặt trong quy
hoạch phát triển vùng kinh tế trọng điểm Bắc bộ, hành lang kinh tế Cơn Minh - Hà
Nội - Hải Phịng và vành đai kinh tế vịnh Bắc Bộ. Khu kinh tế Đình Vũ-Cát Hải nằm
liền kề cảng Hải Phòng, cách sân bay Cát Bi 12 km, cách ga Hải Phòng 5 km và nằm
ở điểm cuối của quốc lộ 5 mới. Riêng khu cơng nghiệp Đình Vũ gồm 4 tổ hợp cơng
nghiệp:
- Khu DEEP C I: Tổng diện tích là 541 ha; Ngành nghề: Cơng nghiệp nặng,
cơng nghiệp tổng hợp, hố dầu, kho vận; Vị trí: Cách cảng Lạch Huyện 12 km.

14

- Khu DEEP C II: Tổng diện tích - 645 ha; Ngành nghề: Công nghiệp tổng hợp,
dệt may, kho vận; Vị trí: Cách cảng Lạch Huyện 7 km.
- Khu DEEP C III: Tổng diện tích - 550 ha; Ngành nghề: Cơng nghiệp tổng
hợp, kho vận; Vị trí: Nằm liền kề với cảng Lạch Huyện.
- Khu DEEP C IV: Tổng diện tích - 487 ha; Ngành nghề: Cơng nghiệp tổng
hợp, kho vận; Vị trí: Cách cảng Lạch Huyện 8 km.

Hình 1-1: Thành phần khu cơng nghiệp Đình Vũ
Các hoạt động của khu cơng nghiệp Đình Vũ
Khu cơng nghiệp Đình Vũ bắt đầu hoạt động từ tháng 4 năm 2017. Nơi đây thu
hút đầu tư từ các ngành như: công nghiệp nặng, cơng nghiệp tổng hợp, dệt nhuộm,
hố chất hố dầu, cơng trình cảng,…Để cung ứng cho các ngành nghề nói trên, khu
cơng nghiệp Đình Vũ đã phát triển cơ sở hạ tầng một cách phù hợp, cụ thể là:
- Nước cấp: Lấy tại nguồn nước thơ từ kênh Hồ Bình (thuộc thôn Vọng Hải,
xã Hưng Đạo, huyện Kiến Thuỵ) bao gồm 2 mạng lưới cấp nước độc lập: Mạng nước
thô cho các nhà máy có nhu cầu nước thơ cho sản xuất và mạng cấp nước đã qua xử

15

lý cho sinh hoạt và các đơn vị có nhu cầu dùng nước tinh cho sản xuất có thể cung
cấp với khối lượng khoảng 45.000 m3/ngày (bao gồm cả nước thô và nước đã qua xử
lý).
- Nước thải sản xuất và sinh hoạt: lưu lượng xả thải của toàn khu cơng nghiệp
Đình Vũ trung bình khoảng 5.500 m3/ngày (tương đương 230 m3/giờ) và cực đại là
6.000 m3/ngày (tương đương 250 m3/giờ). Nước thải đã được xử lý theo QCVN
40:2011/BTNMT trước khi thải vào sông Cấm.
- Nước mưa chảy tràn: lưu lượng nước mưa chảy tràn phụ thuộc vào chế độ mưa
của khu vực. Lượng nước này sẽ được thu gom theo hệ thống riêng sau đó xả ra nguồn
tiếp nhận.
Nhà máy xử lý nước thải: nhà máy xử lý nước thải tập trung của khu cơng
nghiệp Đình Vũ có cơng suất 6.000 m3/ngày, là nơi tiếp nhận toàn bộ lượng nước thải
phát sinh trong khu công nghiệp, bao gồm: nước thải sinh hoạt và nước thải phát sinh
từ quá trình hoạt động sản xuất của các nhà máy trong khu cơng nghiệp. Khu cơng
nghiệp Đình Vũ là khu cơng nghiệp đa ngành nghề nên thành phần nước thải cũng có
tính đa dạng. Nước thải sau khi xử lý đạt loại B theo QCVN 40:2011/BTNMT (với

Kq = 1,2 và Kf = 0,9).
Đặc trưng điều kiện tự nhiên
Khu cơng nghiệp Đình Vũ nằm trên bán đảo Đình Vũ, với diện tích khoảng
1.177 ha. Cao trình bề mặt trung bình dao động trong khoảng 0,7 - 2,7 m, địa hình
tương đối bằng phẳng.
Nhiệt độ khơng khí
Trong năm nhiệt độ lớn nhất thường rơi vào tháng 6, 7, 8 với nhiệt độ bình quân
trong 5 năm gần đây của 3 tháng mùa hè là 35,6oC, điển hình có những ngày nóng
nhiệt độ lên đến 39-40oC. Về mùa đơng nhiệt độ thấp nhất bình qn rơi vào khoảng
10oC đến 16oC, điển hình cực thấp theo đài quan trắc tại khu vực nghiên cứu xảy ra
vào ngày 28/11/1991 là 6,9oC.

16

Nhiệt độ bình quân cao nhất năm từ 29o - 30oC. Nhìn chung, khu vực nghiên
cứu có nhiệt độ mát hơn đất liền vào mùa hè và ấm hơn vào mùa đông do chịu ảnh
hưởng của biển mang tới. Nhiệt độ của nước thấp nhất là 13oC, cao nhất là 34oC.
Bảng 1-1: Nhiệt độ trung bình tháng ở khu vực nghiên cứu (oC)
Tháng
Năm

I

II

III

IV

V

VI

VII VIII IX

XI

27,2 24,6 21,7

XII

2010

17,2 19,2 20,3 22,2 26,9 29,1 29,2

2011

12,4 16,5 16,1 22,4 25,5 28,3 28,4 27,8 26,4 23,6 22,9 16,7

2013

15,0 19,1 22,1 23,4 27,2 28,1 27,5 28,0 26,2 24,8 21,7 15,5

2014

16,9 16,2 19,1 24,2 27,5 29,1 28,6 27,7

2015

17,3 18,5 21,4

2016

16,3 15,7 18,9 23,9 27,1 29,2 28,9 28,2 27,7 26,5 22,2 20,2

24

27

X

28

19

25,9 22,4 16,7

28,9 29,7 28,9 28,7 27,2 25,6 23,6 17,7

(Nguồn: Niên giám thống kê thành phố Hải Phịng, 2017)
Độ ẩm khơng khí
Độ ẩm khơng khí trung bình ở khu vực nghiên cứu là 85%. Thời kỳ đầu mùa
đơng, độ ẩm khơng khí trung bình dao động từ 76 đến 89%, các tháng cịn lại hầu hết
có độ ẩm trên 83%, khơng khí ẩm ướt. Các tháng 10, 11 và 12 thời tiết khô hanh, độ
ẩm trung bình thường đạt dưới 77%. Vào cuối quý I hàng năm bầu trời ẩm thấp, mù
trời thiếu ánh sáng.
Bảng 1-2: Độ ẩm tương đối trung bình tháng ở khu vực nghiên cứu (%)
Tháng