Ứng dụng mô hình trị số 3D tính toán lan truyền bùn trong các bài toán nhận chìm phục vụ công tác bảo vệ môi trường tại các cảng biển

Quá trình nạo vét và nhận chìm tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trường tại các cảng biển. Trong bài viết này đề cập đến việc ứng dụng mô hình số trị 3D nhằm tính toán khuếch tán, lan truyền bùn trong quá trình nhận chìm tại khu vực cảng Duyên Hải, Trà Vinh.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng mô hình trị số 3D tính toán lan truyền bùn trong các bài toán nhận chìm phục vụ công tác bảo vệ môi trường tại các cảng biểnỨNG DỤNG MÔ HÌNH TRỊ SỐ 3D TÍNH TOÁN LAN TRUYỀNBÙN TRONG CÁC BÀI TOÁN NHẬN CHÌM PHỤC VỤCÔNG TÁC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC CẢNG BIỂN Nguyễn Minh Trung (1) Lại Đức Ngân Mạc Văn Dân2 TÓM TẮT Quá trình nạo vét và nhận chìm tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trường tại các cảng biển. Trong quá trình thi công nạo vét, nhận chìm vật chất được khuấy động, hòa tan, khuếch tán trong môi trường nước và tác động trực tiếp đến môi trường nước ven bờ. Việc đánh giá tác động và xác định phạm vi ảnh hưởng trong quá trình thi công là cơ sở cho công tác BVMT, cũng như thiết lập các phương án bảo vệ. Trong bài viết này đề cập đến việc ứng dụng mô hình số trị 3D nhằm tính toán khuếch tán, lan truyền bùn trong quá trình nhận chìm tại khu vực cảng Duyên Hải, Trà Vinh. Từ khóa: Lan truyền bùn, mô hình toán. Nhận bài: 17/8/2020; Sửa chữa: 24/8/2020; Duyệt đăng: 25/8/2020. 1. Đặt vấn đề Hiện nay, mô hình toán là một công cụ được ứngdụng trong nhiều lĩnh vực, trong đó có lĩnh vực quản lýtài nguyên môi trường biển nói chung và vấn đề quảnlý môi trường tại khu vực ven bờ, cũng như khu vựccảng biển nói riêng. Việc áp dụng mô hình toán môphỏng giúp các nhà quản lý thấy rõ được quy luật vậtlý của quá trình, trên cơ sở đó dự báo các tác động tiêucực của hoạt động khai thác ven bờ có thể xảy ra đốivới môi trường nước biển, từ đó đề xuất các biện phápnhằm quản lý và BVMT ven bờ, cảng biển. ▲Hình 1. Sơ đồ kết nối các modun trong mô hình Bộ mô hình Mike đã được sử dụng ở nhiều nướctrên thế giới, trong đó có Việt Nam. Đây là bộ mô hình 2.1. Dữ liệu địa hình đáy biểncó đủ chức năng đáp ứng việc giải quyết bài toán thực Tài liệu địa hình sử dụng trong nghiên cứu này đượctế. Trong bài viết này, sử dụng mô đun liên hợp Mike21 lấy từ các nguồn khác nhau, bao gồm các tài liệu: Khu(ba chiều) với liên kết động bao gồm các mô đun tính vực biển ven bờ từ Bà Rịa - Vũng Tàu đến Kiên Giangtoán dòng chảy (Mike21HD FM), mô đun tính toán sử dụng bản đồ địa hình đáy biển tỉ lệ 1/50.000 khảosóng (Mike21 SW) và mô đun tính toán vận chuyểnbùn (Mike21MT FM). sát trong khoảng thời gian từ năm 2002 - 2007 do Cục Bản đồ - Bộ TN&MT thành lập; Đối với vùng các cửa Việc sử dụng liên kết động giữa các mô đun cho phép sông và vùng ven bờ Gò Công, Cần Giờ và vịnh Gànhtính toán sự tác động qua lại giữa các quá trình, trong đócó quá trình tương tác hai chiều giữa sóng và dòng chảy, Rái, địa hình được lấy từ kết quả khảo sát bình đồ tỉ lệgiữa chế độ thủy lực và quá trình lan truyền vật chất. 1/5.000 trong các năm 2008, 2009, 2010, cũng như bình đồ tỉ lệ 1:10.000 khảo sát năm 2012 trong khuôn khổ 2. Cơ sở dữ liệu các đề tài dự án đã thực hiện trước đây tại Viện Khoa Để có thể tính toán đánh giá trên mô hình, cần thu học Thủy lợi Việt Nam; Đối với khu vực nhận chìm vàthập các loại dữ liệu bao gồm dữ liệu địa hình, dữ liệu khu vực luồng lạch sử dụng dữ liệu địa hình do Công tykhí tượng, thủy hải văn và dữ liệu bùn cát. Cổ phần Tư vấn xây dựng công trình lập tháng 4/20201 Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam2 Phòng thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về ĐLH sông biển60 Chuyên đề III, tháng 9 năm 2020 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ(khu vực nhận chìm vật, chất nạo vét); Tổng Công ty 3.2. Thiết lập điều kiện biên, điều kiện tính toánBảo đảm an toàn hàng hải miền Nam lập tháng 3/2020 a.Biên thủy lực(đoạn luồng chung). Đối với luồng Quan Chánh Bố sửdụng số liệu đo phục vụ nạo vét luồng được thu thập tại Đối với mô hình dòng chảy, các biên phía Bắc,các đơn vị liên quan thuộc Cục Hàng Hải. biên phía Đông và biên phía Nam, giá trị mực nước đưa vào mô hình được trích từ mô hình triều toàn cầu 2.2. Số liệu khí tượng, thủy hải văn trong hộp công cụ Mike 21 Toolbox. Đối với 3 biên Để làm đầu vào cho quá trình tính toán, cũng như trong sông bao gồm sông Hàm Luông (Code 4), sôngkiểm định và hiệu chỉnh mô hình, nhóm tư vấn sử Cổ Chiên (Code 3) và sông Hậu (code 2) sử dụng sốdụng dữ liệu thực đo tại khu vực từ Vũng Tàu tới Bạc liệu mực nước trung bình theo năm tại lần lượt cácLiêu. Đây là các dữ liệu được tập hợp, thống kê thực và trạm An Thuận, Cổ Chiên, Đại Ngải. Đối với mô hìnhxử lý đồng bộ hóa từ năm 2005 đến nay. sóng biên phía Bắc, biên phía Nam và các biên trong Sơ đồ tổng thể các trạm khí tượng thủy văn ven bờ sông được khai báo dạng biên phát xạ, biên phía Đôngđược trình bày tại Hình 2. là số liệu sóng được trích xuất từ mô hình toàn cầu WAVEWATCH-III.▲Hình 2. Sơ đồ các trạm khí tượng thủy văn lân cận khu vựcdự án ...