Mô hình lan truyền dầu trong nước biển tại vùng nghiên cứu thuộc biển đông nam bộ

- Bộ giáo dục và đào tạo Tr−ờng Đại học Bách khoa Hμ Nội.
- Luận văn thạc sĩ khoa học Mô hình lan truyền dầu trong n−ớc biển tại vùng nghiên cứu thuộc biển đông nam bộ Phạm Thị Thu H−ờng Hà Nội 2005 Bộ giáo dục và đào tạo Tr−ờng Đại học Bách khoa Hμ Nội.
- Luận văn thạc sĩ khoa học Mô hình lan truyền dầu trong n−ớc biển tại vùng nghiên cứu thuộc biển đông nam bộ Ngành: Công nghệ Môi tr−ờng Phạm Thị Thu H−ờng Ng−ời h−ớng dẫn khoa học: TS.
- Nguyễn Chí Quang Hà Nội 2005 Lời cảm ơn Để hoàn thành tốt luận văn này tôi đã nhận đ−ợc sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của TS.
- Nguyễn Chí Quang - Viện Khoa học và Công nghệ Môi tr−ờng – Tr−ờng Đại học Bách khoa Hà Nội, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy.
- Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Viện Khoa học và Công nghệ Môi tr−ờng đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, cũng nh− tạo mọi điều kiện về chuyên môn để tôi hoàn thành tốt luận văn.
- Xin chân thành cảm ơn lãnh đạo và các đồng nghiệp thuộc Trung tâm Quan trắc - Phân tích Môi tr−ờng biển Hải quân đã có những ý kiến quý báu và giúp đỡ về tài liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu.
- Xin cảm ơn bạn bè và những ng−ời thân đã giúp đỡ và khích lệ tôi trong thời gian học tập và hoàn thành luận văn.
- 1 Ch−ơng 1- Tổng quan vùng biển Đông Nam Bộ Đặc điểm khí t−ợng - hải văn.
- 6 1.2- Đặc điểm kinh tế - xã hội Hiện trạng môi tr−ờng n−ớc vùng biển nghiên cứu.
- 23 Ch−ơng 2- Phân tích hiện trạng vμ đánh giá mức độ ô nhiễm dầu tại vùng biển đông nam bộ Nguồn gốc gây ô nhiễm dầu Hiện trạng và nguy cơ ô nhiễm dầu Tác động của ô nhiễm dầu đến môi tr−ờng biển Hiện trạng quan trắc môi tr−ờng chất l−ợng n−ớc vùng biển nghiên cứu Ch−ơng 3- Ph−ơng pháp mô hình hoá lan truyền dầu trên biển Giới thiệu ph−ơng pháp địa thống kê Cơ sở khoa học của ph−ơng pháp Ch−ơng 4- Kết quả Mô hình hoá lan truyền dầu trên vùng nghiên cứu (DK-1) thuộc biển đông nam bộ Tổ chức dữ liệu Phân tích thống kê tập hợp mẫu Phân tích cấu trúc t−ơng quan không gian.
- Nội suy không gian Kriging- mô hình kết quả nội suy Ch−ơng 5 - Phân tích, đánh giá kết quả vμ đề xuất một số giải pháp Phân tích và đánh giá kết quả Đề xuất một số giải pháp Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo Danh mục các bảng trong luận văn Trang Bảng 2.1: Thống kê l−ợng dầu một số năm xâm nhập vào môi tr−ờng biển Việt Nam 27Bảng 2.2: Hàm l−ợng dầu trong n−ớc biển tầng mặt vùng biển khơi Đông Nam Bộ 28Bảng 2.3: Thống kê các vụ tai nạn hàng hải tại biển Việt Nam từ 1992 đến 2001 32Bảng 4.1: Các đặc tr−ng thống kê hàm l−ợng dầu qua các đợt quan trắc 70Bảng 4.2: Kết quả nội suy Variogram lý thuyết 78Bảng 4.3: Các đặc trung thống kê mô hình và sai số nộ suy lan truyền dầu.
- 80Bảng 4.4: Kết quả so sánh mẫu - mô hình 81 Danh mục các hình trong luận văn Trang Hình 1.1: Các vùng biển Việt Nam 5Hình 1.2: Chế độ gió mùa Đông Bắc tháng 1 7Hình 1.3: Chế độ gió mùa Tây Nam tháng 7 8Hình 1.4: Dòng chảy biển tháng 4 15Hình 1.5: Dòng chảy biển tháng 5 15Hình 1.6: Dòng chảy biển tháng 10 17Hình 1.7: Dòng chảy biển tháng 11 17Hình 1.8: Đ−ờng vận chuyển dầu qua biển Đông của các tàu chở dầu trên 160.000 tấn 21Hình 2.1: Các hoạt động dầu khí và các tuyến hàng hải trên vùng biển Việt Nam 35Hình 2.2: Vị trí khu vực quan trắc th−ờng xuyên tại vùng biển Đông Nam Bộ 43Hình 2.3: Toạ độ điểm quan trắc th−ờng xuyên tại vùng biển Đông Nam Bộ 44Hình 2.4: Vị trí các điểm quan trắc - phân tích hàm l−ợng dầu tại DK-1 46Hình 3.1: Mô hình Variogram 58Hình 3.2: Mô hình Variogram dị h−ớng 59Hình 3.3: Một số hàm Variogram lý thuyết 61Hình 3.4: Mô hình nội suy Kriging 62Hình 3.5: Vị trí nội suy Kriging 66Hình 3.6: Sơ đồ quy trình nội suy bằng Kriging 67Hình 4.1: Đặc tr−ng không gian và biểu đồ phân phối thống kê mẫu tháng 4 - 5 năm 2001 72Hình 4.2: Đặc tr−ng không gian và biểu đồ phân phối thống kê mẫu tháng 10-11 năm 2001 73Hình 4.3: Đặc tr−ng không gian và biểu đồ phân phối thống kê mẫu tháng 4 - 5 năm 2002 74Hình 4.4: Variogram - hàm l−ợng dầu tháng 4-5 năm 2001 75Hình 4.5: Variogram - hàm l−ợng dầu tháng 10-11 năm 2001 76Hình 4.6: Variogram - hàm l−ợng dầu tháng 4-5 năm 2002 77Hình 4.7: Mô hình mạng l−ới nội suy vùng DK-1 79Hình 4.8: Mô hình lan truyền dầu vùng biển DK-1 tháng 4-5 năm 2001 82Hình 4.9: Mô hình lan truyền dầu vùng biển DK-1 tháng 10-11 năm 2001 83Hình 4.10: Mô hình lan truyền dầu vùng biển DK-1 tháng 4-5 năm 2002 84Hình 4.11: Mô phỏng vết dầu loang vùng DK-1 (tháng 4-5 năm 2001) theo 2 chiều (X,Y) và 1 chiều X 86 Hình 4.12: Mô phỏng vết dầu loang vùng DK-1 (tháng 10-11 năm 2001) theo 2 chiều (X,Y) và 1 chiều X 87Hình 4.13: Mô phỏng vết dầu loang vùng DK-1 (tháng 4-5 năm 2002) theo 2 chiều (X,Y) và 1 chiều X 88Hình 4.14: Mô phỏng 3 chiều vết dầu loang vùng DK-1 89 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngμnh Công nghệ Môi tr−ờng Mở đầu -1-Mở đầu Biển là một bộ phận thiết yếu của hệ thống duy trì đời sống toàn cầu, nó ảnh h−ởng đến khí hậu, thời tiết và tình trạng khí quyển, cung cấp thực phẩm và các nguồn tài nguyên khác cho con ng−ời.
- Tuy nhiên, biển lại đang bị sức ép ngày một tăng về môi tr−ờng do ô nhiễm.
- Những chất gây ô nhiễm đe dọa lớn nhất đối với môi tr−ờng biển là các chất thải từ các hoạt động công nghiệp, hoá chất, kim loại nặng, chất thải phóng xạ, dầu….Đây là các chất thải nguy hại, phân huỷ chậm trong môi tr−ờng và tích tụ trong các sinh vật, nguồn thực phẩm của con ng−ời.
- Trong các chất thải nguy hại tồn tại trong n−ớc biển thì dầu là một mối đe doạ đối với môi tr−ờng biển khơi.
- Dầu loang tạo thành lớp màng rất mỏng phủ đều mặt biển, ngăn cách biển và khí quyển, ngăn cản quá trình trao đổi không khí giữa biển và khí quyển làm thay đổi các thông số pH, nhiệt độ n−ớc, ảnh h−ởng đến các sinh vật sống trong n−ớc.
- Trong thực tế thì hàm l−ợng dầu trong n−ớc biển tại các vị trí là khác nhau, chúng thay đổi liên tục từ điểm này đến điểm khác do nhiều yếu tố tác động nh− nguồn thải, các yếu tố động lực biển….
- Tuy nhiên chúng ta không thể đo giá trị hàm l−ợng dầu ở mọi vị trí trên mặt biển, vì vậy tại những điểm ch−a biết giá trị hàm l−ợng dầu sẽ đ−ợc nội suy từ các giá trị đã biết nhờ ph−ơng pháp nội suy không gian (Kriging).
- Đây là ph−ơng pháp kết hợp giữa ph−ơng pháp xác suất và lý thuyết hàm ngẫu nhiên đối với các biến không gian.
- Hiện nay ph−ơng pháp này đã đ−ợc sử dụng rộng rãi trong thực tế ở nhiều n−ớc công nghiệp phát triển nh− Mỹ, Canada, Australia… Với tính −u việt của ph−ơng pháp mang lại, luận văn tiến hành nghiên cứu “Mô hình lan truyền dầu trong n−ớc biển tại vùng nghiên cứu (DK-1) thuộc biển Đông Nam Bộ” với những mục tiêu chính sau đây: Luận văn thạc sĩ Chuyên ngμnh Công nghệ Môi tr−ờng Mở đầu -2- Lập mô hình lan truyền dầu và thể hiện chúng thành những bản đồ môi tr−ờng dựa trên cơ sở các kết quả quan trắc tại vùng biển nghiên cứu.
- Chỉ ra các nguyên nhân làm ảnh h−ởng đến mức độ lan truyền dầu.
- Đ−a ra một số giải pháp thích hợp nhằm giảm thiểu tình trạng ô nhiễm dầu trong khu vực.
- Vùng biển Đông Nam Bộ là nơi diễn ra nhiều hoạt động phát triển kinh tế xã hội tác động đến môi tr−ờng.
- Tuy nhiên biển Đông Nam Bộ là khu vực rộng lớn nên b−ớc đầu luận văn chỉ tập trung nghiên cứu trong phạm vi vùng dầu khí tiềm tiềm năng (DK-1) thuộc biển Đông Nam Bộ.
- DK-1 có vị trí hết sức quan trọng về kinh tế và an ninh quốc phòng, nằm giữa khu vực đang khai thác dầu khí, đ−ờng hàng hải quốc tế và quần đảo Tr−ờng sa.
- Luận văn sẽ đ−ợc trình bày trong 5 ch−ơng với những nội dung chính nh− sau.
- Ch−ơng 1- Tổng quan vùng biển Đông Nam Bộ Mục tiêu của ch−ơng là nêu rõ các điệu kiện tự nhiên và kinh tế xã hội trong khu vực có khả năng ảnh h−ởng đến mức độ lan truyền dầu.
- Ch−ơng 2- Phân tích hiện trạng và đánh giá mức độ ô nhiễm dầu tại vùng biển Đông Nam Bộ.
- Trong ch−ơng sẽ chỉ ra các nguồn gốc chính gây ô nhiễm dầu trên biển.
- Hiện trạng và nguy cơ gây ô nhiễm dầu tại vùng biển nghiên cứu.
- Ch−ơng này cũng nêu rõ các tác động chủ yếu của dầu đến môi tr−ờng sinh thái trên biển và hiện trạng quan trắc chất l−ợng n−ớc vùng biển khơi Đông Nam Bộ.
- Ch−ơng 3- Ph−ơng pháp mô hình hoá lan truyền dầu trên biển.
- Nội dung của ch−ơng đề cập đến ph−ơng pháp sử dụng để mô hình hoá lan truyền dầu trên biển.
- Trong ch−ơng đã giới thiệu cụ thể về ph−ơng pháp, cơ sở của ph−ơng pháp và những ứng dụng của ph−ơng pháp.
- Qua đây chúng ta thấy đ−ợc tính phù hợp của ph−ơng pháp trong việc sử dụng để mô hình hoá lan truyền dầu trên biển.
- Luận văn thạc sĩ Chuyên ngμnh Công nghệ Môi tr−ờng Mở đầu -3- Ch−ơng 4- Kết quả mô hình hoá lan truyền dầu trên vùng nghiên cứu (DK-1) thuộc biển Đông Nam Bộ.
- Ch−ơng này đ−a ra các kết quả cụ thể từ việc thực hiện mô hình hoá lan truyền dầu trên vùng biển nghiên cứu, chỉ ra các đặc tr−ng thống kê của các mẫu đo đạc và các mẫu đ−ợc nội suy.
- Kết quả của mô hình đ−ợc thể hiện thành những bản đồ môi tr−ờng  Ch−ơng 5- Phân tích, đánh giá kết quả và đề xuất một số giải pháp.
- Thông qua mô hình ta sẽ có cái nhìn tổng quan về mức độ lan truyền dầu tại vùng biển nghiên cứu, để từ đó đi sâu vào nhận xét, phân tích, đánh giá và đ−a ra các giải pháp thích hợp nhằm giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm, lan truyền dầu trên biển.
- Do còn nhiều hạn chế về trình độ và thời gian nghiên cứu nên bản luận văn này sẽ không tránh khỏi những thiếu sót.
- Tác giải mong nhận đ−ợc sự chỉ bảo và góp ý của các thầy cô và các bạn để luận văn đ−ợc hoàn thiện hơn.
- Luận văn thạc sĩ Chuyên ngμnh Công nghệ Môi tr−ờng Ch−ơng 1- Tổng quan vùng biển Đông Nam Bộ -4- Ch−ơng 1 Tổng quan vùng biển Đông Nam Bộ Biển Đông Nam Bộ (bao gồm cả khu vực Tr−ờng Sa và DK -1) là vùng biển rộng lớn nằm ở phía Đông Nam của biển Việt Nam (hình 1.1).
- Vùng biển này th−ờng diễn ra nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, an ninh quốc phòng phức tạp: Hoạt động khai thác dầu khí, giao thông vận tải biển, khai thác, đánh bắt hải sản xa bờ, các hoạt động quân sự an ninh quốc phòng.
- Trong những năm gần đây, việc khai thác dầu khí ngày một tăng, nhiều giàn khoan mới đã đi vào hoạt động, l−ợng dầu khí vận chuyển trên biển ngày càng nhiều.
- Bên cạnh đó, đ−ờng hàng hải quốc tế nối liền các n−ớc Đông Nam á với các n−ớc trên thế giới cũng tấp nập không kém… Các hoạt động trên phát triển gắn liền với tiềm ẩn nhiều nguy cơ về ô nhiễm dầu trên biển.
- Mức độ ô nhiễm dầu trong n−ớc biển chịu sự chi phối của nguồn thải, l−ợng thải và các yếu tố về điều kiện tự nhiên.
- Trong đó điều kiện về khí t−ợng - hải văn đóng vai trò quan trọng đối với khả năng lan truyền dầu trên biển.
- Sau đây chúng ta sẽ lần l−ợt đi vào phân tích các điều kiện khí t−ợng - hải văn đặc tr−ng của vùng biển Đông Nam Bộ.
- Luận văn thạc sĩ Chuyên ngμnh Công nghệ Môi tr−ờng Ch−ơng 1- Tổng quan vùng biển Đông Nam Bộ -5- Hình 1.1: Các vùng biển Việt Nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngμnh Công nghệ Môi tr−ờng Ch−ơng 1- Tổng quan vùng biển Đông Nam Bộ -6- 1.1- Đặc điểm khí t−ợng - Hải văn biển Đông Nam Bộ Đặc điểm khí t−ợng: Vùng biển Đông Nam Bộ nằm trong vùng khí hậu Nam biển Đông.
- Cũng nh− toàn vùng biển n−ớc ta, vùng biển này chịu sự hoạt động và khống chế của khối không khí cực đới, có đặc tr−ng khí hậu nhiệt đới ẩm, gió mùa.
- Chế độ gió: Chế độ gió vùng biển Đông Nam Bộ thể hiện rõ tính chất mùa.
- Tại đây tồn tại 2 mùa gió mùa chính là mùa gió mùa Đông Bắc và mùa gió mùa Tây Nam.
- Mùa gió mùa Đông Bắc: Mùa gió mùa Đông Bắc ở vùng biển Đông Nam Bộ không mang đặc tr−ng của gió mùa cực đới là lạnh nữa, mà đã bị biến tính trở thành gió tín phong (gió ch−ớng).
- Mùa gió này đ−ợc bắt đầu từ nửa cuối tháng 10 đến đầu tháng 4 năm sau.
- H−ớng gió thịnh hành là Đông Bắc và Bắc (hình 1.2).
- Do hoàn l−u ở đây có sự hội tụ của hai đới gió: tín phong Đông Bắc (do cao áp cận nhiệt đới chi phối) và gió Đông Bắc (do gió mùa cực đới chi phối) nên tốc độ gió trên vùng biển này t−ơng đối lớn.
- Tốc độ gió trung bình dao động trong khoảng 7,0 - 10,0m/s (cấp 4 - cấp 5).
- Khi có gió mùa Đông Bắc tràn về, tốc độ gió mạnh th−ờng đạt 17 - 20m/s (cấp 7 - cấp 8).
- Cá biệt có tr−ờng hợp gió giật lên đến 28m/s.
- Nh− vậy ta thấy, so với khu vực Bắc và giữa biển Đông thì tốc độ gió trong mùa gió mùa Đông Bắc ở khu vực Nam biển Đông lớn hơn nhiều.
- Luận văn thạc sĩ Chuyên ngμnh Công nghệ Môi tr−ờng Ch−ơng 1- Tổng quan vùng biển Đông Nam Bộ -7.
- Mùa gió mùa Tây Nam: Vào khoảng cuối tháng 4 đầu tháng 5 khi cao áp lạnh cực đới đã suy yếu, phạm vi thu dần về phía Bắc, gió mùa Đông Bắc suy giảm thì hệ thống gió mùa Tây Nam bắt đầu đ−ợc thiết lập trên các vùng biển phía Nam.
- H−ớng gió thịnh hành là Tây Nam và Nam (hình 1.3).
- Tốc độ gió trong mùa gió Tây Nam nhỏ hơn so với mùa gió Đông Bắc.
- Th−ờng tốc độ gió trung bình chỉ dao động trong khoảng 4,5 - 6,5m/s (cấp 3 - cấp 4).
- Tốc độ gió cực đại khi có gió mùa Tây Nam bột phát tràn về dao động trong khoảng 12 - 16m/s (cấp 6 - cấp 7).
- Khi có gió mùa Tây Nam mạnh, tốc độ gió cực đại có thể lên tới 18 - 20m/s (cấp 8).
- Tuy nhiên mùa gió mùa Tây Nam cũng là thời kỳ trên vùng biển này có nhiều giông, trong cơn giông th−ờng có gió giật mạnh 28 - 30m/s.
- Đáng l−u ý là khi có bão hoặc áp thấp nhiệt Hình 1.2: Chế độ gió mùa Đông Bắc tháng 1 [4] Luận văn thạc sĩ Chuyên ngμnh Công nghệ Môi tr−ờng Ch−ơng 1- Tổng quan vùng biển Đông Nam Bộ -8-đới hoạt động trên khu vực Bắc và giữa biển Đông, thì ở khu vực Nam biển Đông th−ờng có gió Tây Nam mạnh từ cấp 6 trở lên.
- Trung bình hàng năm ở khu vực Nam biển Đông có khoảng 130 - 132 ngày có gió mạnh từ cấp 6 trở lên, chủ yếu xảy ra trong thời kỳ từ tháng 7 đến tháng 8 và từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau, còn từ tháng 9 đến tháng 10 và từ tháng 3 đến tháng 6 số ngày có gió mạnh ít hơn, trung bình mỗi tháng chỉ có khoảng 5 đến 9 ngày có gió mạnh.
- Nhiệt độ không khí: Chế độ nhiệt trên vùng biển Đông Nam Bộ khá đồng nhất.
- Nhiệt độ trung bình các tháng dao động trong khoảng 26 - 290C.
- Dao động của nhiệt độ trung bình từ tháng này sang tháng khác không v−ợt quá 1,00C.
- Nhiệt độ trung bình từng quý thể hiện nh− sau: Hình 1.3: Chế độ gió mùa Tây Nam tháng 7 [4] Luận văn thạc sĩ Chuyên ngμnh Công nghệ Môi tr−ờng Ch−ơng 1- Tổng quan vùng biển Đông Nam Bộ -9-♦ Quý I: Nhiệt độ trung bình dao động từ 26,40C (tháng 1) đến 27,50 (tháng 3).
- Nhiệt độ cao nhất trung bình dao động từ 27,70C (tháng 1) đến 29,00C (tháng 3).
- Nhiệt độ cao nhất truyệt đối trong các tháng của quý đều trên 31,00C và đạt giá trị cực đại trong tháng 3 (xấp xỉ 32,70C) Nhiệt độ thấp nhất trung bình dao động từ 24,70C (trong tháng 1) đến 26,20C (trong tháng 3).
- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối xảy ra trong tháng 2 và đạt giá trị 21,50C.
- Nhìn chung nhiệt độ tăng dần từ đầu quý đến cuối quý.
- Quý II: Nhiệt độ trung bình dao động từ 28,7 (trong tháng 4), tăng dần lên 29,10C (trong tháng 5), sang tháng 6 giảm xuống 28,60C.
- Nhiệt độ cao nhất trung bình dao động từ 30,70C (trong tháng 4), tăng dần lên 31,10C (trong tháng 5), sang tháng 6 giảm xuống 30,60C.
- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối xảy ra trong tháng 5 và đạt giá trị 34,50C.
- Nhiệt độ thấp nhất trung bình dao động từ 26,60C trong tháng 4, giảm dần xuống 25,80C trong tháng 6.
- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối xảy ra trong tháng 5 và đạt giá trị 20,70C.
- Quý II là thời kỳ vùng biển này có nhiệt độ cao nhất trong năm.
- Quý III: Nhiệt độ trung bình dao động từ 28,10C trong tháng 7, giảm dần xuống 27,90C trong tháng 9.
- Nhiệt độ cao nhất trung bình dao động từ 29,90C trong tháng 7, giảm dần xuống 29,70C trong tháng 9.
- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối xảy ra trong tháng 9 và đạt giá trị 33,40C.
- Nhiệt độ thấp nhất trung bình đồng đều trong cả quý và đạt giá trị 25,20C.
- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối xảy ra trong tháng 7 và đạt giá trị 21,20C.
- Nhìn chung nhiệt độ trong quý này rất đồng đều, tuy xu thế nhiệt độ giảm dần từ đầu quý đến cuối quý nh−ng biên độ dao động của nhiệt độ từ tháng này sang tháng khác chỉ bằng 0,10C.

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt