Mô hình Delft3D đã được sử dụng để mô
phỏng các kịch bản tràn dầu theo các hướng gió
khu vực đảo Cồn Cỏ. Theo kết quả nghiên cứu
cho thấy xu thế vệt dầu nổi phụ thuộc rõ rệt vào
các pha triều (lên và xuống). Trong pha triều
lên vệt dầu ảnh hưởng từ 9 ngày đến 14 ngày
và trong pha triều xuống vệt dầu ảnh hưởng từ
6 ngày đến 14 ngày. Với trường hợp gió hướng
Đông Bắc, thời gian xảy ra sự cố trùng với pha
triều xuống, vệt dầu có xu hướng mở rộng ra
phía Bắc và phía Đông của đảo. Trường hợp
gió hướng Nam, thời gian xảy ra sự cố trùng
với pha triều lên, sau 1 ngày vệt dầu mở rộng
toàn bộ xung quanh đảo. Trường hợp gió
hướng Tây Nam, thời gian xảy ra sự cố trùng
với pha triều xuống, sau 6 giờ vệt dầu mở rộng
về phía Nam và phía Đông của đảo. Tuy nhiên
độ chính xác của mô hình phụ thuộc nhiều vào
các yếu tố khí tượng và trường độ sâu. Trong
nghiên cứu tiếp theo những hạn chế này cần
được khắc phục để nâng cao độ chính xác của
mô hình.
Lời cảm ơn: Nhóm tác giả trân trọng cảm ơn
Ban chủ nhiệm đề tài “VATS 06.03/12-13:
Nghiên cứu bản chất hoàn lưu ven đảo tại một
số đảo tiền tiêu trên vịnh Bắc Bộ phục vụ bảo
vệ môi trường, sinh thái và phát triển bền
vững” (2012-2013) đã tạo điều kiện cho việc
hoàn thành công trình này.
8 trang |
Chia sẻ: honghp95 | Lượt xem: 633 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Mô phỏng một số kịch bản tràn dầu khu vực đảo Cồn Cỏ, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
187
Tạp chí Khoa học và Công nghệ Biển; Tập 14, Số 2; 2014: 187-194
ISSN: 1859-3097
MÔ PHỎNG MỘT SỐ KỊCH BẢN TRÀN DẦU
KHU VỰC ĐẢO CỒN CỎ
Trần Anh Tú*, Lê Đức Cường
Viện Tài nguyên và Môi trường Biển-Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
*E-mail: tuta@imer.ac.vn
Ngày nhận bài: 2-1-2014
TÓM TẮT: Đảo tiền tiêu Cồn Cỏ đóng vai trò quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế
và an ninh quốc phòng của nước ta. Nhu cầu năng lượng-dầu mỏ trên thế giới ngày càng tăng, kèm
theo sự vận chuyển dầu trên biển cũng tăng theo. Với vị trí gần tuyến đường vận chuyển dầu từ
Trung Đông về Đông Bắc Á, đảo Cồn Cỏ sẽ chịu nhiều ảnh hưởng khi có sự cố tràn dầu xảy ra. Với
kỹ thuật lưới lồng của mô hình Delft3D, một số kịch bản tràn dầu (100 tấn) theo các hướng gió
khác nhau của khu vực đảo Cồn Cỏ đã được mô phỏng. Kết quả tính toán với trường hợp gió hướng
Đông Bắc vệt dầu ảnh hưởng từ 9-14 ngày; trường hợp gió hướng Nam vệt dầu ảnh hưởng từ 6-9
ngày và trường hợp gió hướng Tây Nam vệt dầu ảnh hưởng từ 12-14 ngày. Kết quả nghiên cứu sẽ là
cơ sở tham khảo cho các đơn vị quản lý môi trường biển và các ngành liên quan.
Từ khóa: Đảo tiền tiêu, tràn dầu.
MỞ ĐẦU
Biển và đại dương có vai trò quan trọng đối
với sự sống của loài người nói chung và Việt
Nam nói riêng. Việc phát triển nhiều ngành
kinh tế biển khác nhau như hàng hải, thủy sản,
khai thác dầu khí, du lịch, ... các quá trình đó
đều tạo ra các nguồn gây ô nhiễm biển. Thực tế
cho thấy các vụ ô nhiễm biển do dầu thường
gây ra các thiệt hại rất lớn, diện tích rất rộng
(1 tấn dầu có thể loang phủ một diện tích tới
12 km2 mặt nước, 1 gam dầu có thể làm bẩn 2
tấn nước [1]). Biển Đông nói chung và biển
Việt Nam nói riêng là bồn chứa các loại dầu
thải từ nhiều nguồn gốc khác nhau (rò rỉ từ khai
thác, vận chuyển, tai nạn trên biển và nguồn
dầu thải đưa ra từ lục địa). Nhiều tài liệu đã nói
đến vai trò rất lớn của nguồn dầu thải từ các
hoạt động trên tuyến hàng hải quốc tế đi qua
hải phận nước ta. Kết quả từ các trạm trắc môi
trường trên biển do Cục Bảo vệ Môi trường
quản lý từ năm 1995 đến nay đều cho thấy xu
hướng hàm lượng dầu gây ô nhiễm trong nước
biển có xu hướng tăng dần từ bờ ra khơi xa, có
liên quan đến hoạt động tàu thuyền trên các
tuyến hàng hải. Để giảm thiểu ảnh hưởng đến
môi trường biển do tràn dầu gây ra, nhiều công
trình đã được nghiên cứu về vệt dầu đối với
Biển Đông và khu vực vịnh Bắc Bộ. Tuy nhiên,
chưa có nhiều công trình nghiên cứu tràn dầu
ảnh hưởng đến các đảo tiền tiêu thuộc vùng
biển Việt Nam. Đảo Cồn Cỏ (tỉnh Quảng Trị)
là một trong những đảo tiền tiêu của Việt Nam,
nằm tại cửa vịnh Bắc Bộ, gần tuyến vận chuyển
dầu từ Trung Đông về Đông Bắc Á [3]. Với vị
trí này, đảo Cồn Cỏ chịu nhiều ảnh hưởng khi
có sự cố tràn dầu xảy ra. Để có được bức tranh
chung về sự lan truyền của vệt dầu theo các
hướng gió khác nhau, công trình này đã sử
dụng mô hình Delft3d mô phỏng một số kịch
bản tràn dầu khu vực đảo Cồn Cỏ.
TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Tài liệu
Để thực hiện công trình này, số liệu đường
bờ (dùng để tạo lưới tính toán) của khu vực
Trần Anh Tú, Lê Đức Cường
188
nghiên cứu được số hóa lại từ các bản đồ địa
hình UTM tỷ lệ 1: 25.000 do Cục Đo đạc Bản
đồ xuất bản (2005), đây là những bản đồ với hệ
tọa độ nhà nước VN-2000. Số liệu độ sâu
(hình 2) được lấy từ nguồn cơ sở dữ liệu
GEBCO -1/8 (General Bathymetric Chart of
the Ocean) của Trung tâm tư liệu hải dương
học vương quốc Anh-BODC (British
Oceanographic Data Centre) [4]. Số liệu về dao
động mực nước trên các biên mở phía biển
được tạo từ mô đun TIDE từ hằng số điều hòa
lấy từ bộ hằng số điều hòa toàn cầu FES2004
của dự án Topex/ Poseidon với độ phân giải 1/8
độ và được hiệu chỉnh với dữ liệu đo đạc tại
các trạm hải văn trong vịnh Bắc Bộ như Hòn
Dấu, Hòn Ngư, Đà Nẵng, ...
Các tài liệu về khí tượng, hải văn, chất
lượng nước được lấy từ đề tài VAST 06.03/
12-13.
Phương pháp
Để mô phỏng quá trình tràn dầu khi có sự
cố tràn dầu xảy ra, đã sử dụng mô đun Delft3D-
PART trong bộ mô hình Delft3D của Hà Lan.
Ngoài ra, mô đun Delft3D-FLOW đã được sử
dụng để cung cấp thông tin thủy động lực của
khu vực nghiên cứu.
Delft3D-PART là module nằm trong bộ mô
hình Delft3D, có chức năng tính toán và dự báo
sự biến động, phân bố về hàm lượng của vật
chất theo thời gian bằng phương pháp Monte
Carlo [2].
Đối với việc tính toán tràn dầu, với giả thiết
rằng dầu được đưa vào thủy vực từ một nguồn
liên tục hoặc tức thời, phạm vi lan truyền của
dầu được xác định bằng phương trình (Fay và
Hoult, 1971):
12/1
2
05
0
1
2
2
0
w
w
wgV
k
kR
(1)
Trong đó: 0V : thể tích ban đầu của dầu tràn
(m3); w - tỷ trọng của dầu (kg/m
3); 0 : tỷ
trọng của nước (kg/m3); g - hằng số hấp dẫn
(m/s2); w : độ nhớt của nước; k1, k2: hằng số
Fay.
Tốc độ lan truyền của dầu Q(kg/m2/s) được
xác định theo phương trình sau:
max
min
)(
d
d
dddQQ (2)
357.0" )()( ddNFDCdQ wce (3)
3.2
0)(
dNdN (4)
2/0034.0 0gHD we (5)
g
U
H w
2
0
234.0
(6)
p
w
wc t
fF ; gUt wp /13.8 ;
))0.5(032.0;0.0max( ww Uf
Với: Q(d) là tốc độ lan truyền trên một đơn
vị với giọt dầu đường kính
d(kg/m2/s); dmin-đường kính giọt dầu nhỏ nhất
(m); dmax-đường kính giọt dầu lớn nhất (m); C”
-hằng số hiệu chỉnh (phụ thuộc vào từng loại
dầu); N(d)-hàm phân bố kích thước của phần tử
dầu; N0 -hàm phân bố tiêu chuẩn; De -tiêu hao
của năng lượng sóng trên một đơn vị diện tích
bề mặt (J/m2); Fwc -số sóng đổ trên một chu kỳ
sóng; tp -chu kỳ sóng cực đại (s); Uw -vận tốc
gió (m/s); fw -phần biển được bao phủ bởi sóng
bạc đầu [2].
Triển khai mô hình
Thiết lập miền và lưới tính
Khu vực nghiên cứu không có số liệu quan
trắc trên biên, vì vậy cần xây dựng các điều
kiện biên. Điều đó chỉ có thể thực hiện tính
toán trên miền lớn hơn (toàn bộ Biển Đông),
sau đó trích xuất số liệu tại ranh giới khu vực
nghiên cứu.
Miền tính bao gồm hai khu vực: a) Khu vực
Biển Đông, được giới hạn trong phạm vi tính
Mô phỏng một số kịch bản tràn dầu
189
toán có tọa độ 990E đến 1210E và 010N đến
240N. Các biên là mực nước dự báo theo hằng
số điều hòa thủy triều tại: eo Đài Loan, eo
Bashi và eo Malaca, b) Khu vực đảo Cồn Cỏ
được thể hiện trên hình 1. Miền tính được chia
thành 251 × 251 ô lưới; kích thước các ô lưới:
y=x= 100 m.
Hình 1. Sơ đồ khu vực nghiên cứu
Điều kiện biên
Tại biên lỏng: mực nước thủy triều được
tính toán theo hằng số điều hòa thủy triều. Tại
biên cứng: cho điều kiện không chảy qua (vận
tốc pháp tuyến = 0). Kết quả tính toán thủy
động lực cho toàn bộ Biển Đông sau đó được
truy xuất là điều kiện biên cho mô hình chi tiết
đối với khu vực nghiên cứu. Kỹ thuật lưới lồng
trong Delft-3D được áp dụng.
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
Hiệu chỉnh mô hình
Sau nhiều lần tính toán, so sánh vận tốc và
hướng dòng chảy giữa số liệu tính toán và thực
đo (đề tài VAST 06.03/12-13) tại phía Tây đảo
Cồn Cỏ được thể hiện lần lượt trên hình 2 và
hình 3. Với hệ số tương quan của thành phần
vận tốc có giá trị là 0,73. Như vậy, việc hiệu
chỉnh cho kết quả tốt, có thể sử dụng bộ các
tham số hiệu chỉnh này để đưa vào các tính
toán khác.
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
11
:3
0
12
:0
0
13
:0
0
14
:0
0
15
:0
0
16
:0
0
17
:0
0
18
:0
0
20
:0
0
21
:0
0
22
:0
0
23
:0
0
0:
00
1:
00
2:
00
3:
00
4:
00
5:
00
6:
00
7:
00
Thời gian
m/s
Thực đo Tính toán
Hình 2. So sánh vận tốc (m/s) dòng chảy tính
toán với thực đo tại phía Tây đảo Cồn Cỏ
150
160
170
180
190
200
210
11
:3
0
12
:0
0
13
:0
0
14
:0
0
15
:0
0
16
:0
0
17
:0
0
18
:0
0
20
:0
0
21
:0
0
22
:0
0
23
:0
0
0:
00
1:
00
2:
00
3:
00
4:
00
5:
00
6:
00
7:
00
Thời gian
độ
Thực đo Tính toán
Hình 3. So sánh hướng (0) dòng chảy tính toán
với thực đo tại phía Tây đảo Cồn Cỏ
Trần Anh Tú, Lê Đức Cường
190
Dòng chảy
Trường dòng chảy khu vực đảo Cồn Cỏ là
tổng hợp của các thành phần dòng triều, dòng
chảy gió gây ra. Trong đó, dòng triều tuần hoàn
có vai trò quan trọng quyết định đến tính chất
chung của dòng chảy tổng hợp.
Hình 4. Trường dòng chảy khu vực đảo Cồn
Cỏ khi triều lên (gió Đông Bắc)
Hình 5. Trường dòng chảy khu vực đảo Cồn
Cỏ khi triều xuống (gió Đông Bắc)
Tốc độ dòng chảy lớn nhất là 0,55 m/s
trong thời kỳ giữa pha triều lên và triều xuống,
hướng dòng chảy chiếm ưu thế là Bắc, Tây Bắc
trong pha triều lên và Nam, Tây Nam trong pha
triều xuống. Vào thời điểm chân triều và đỉnh
triều hướng dòng chảy bị phân tán mạnh về
hướng, tốc độ dòng chảy đạt giá trị lớn nhất tại
khu vực ven đảo (0,5 m/s). Trong thời kỳ
chuyển pha triều dòng chảy thường có hướng
Tây với tốc độ vào khoảng 0,1-0,3 m/s. Tại khu
vực sát ven bờ đảo hướng dòng chảy có xu
hướng song song với đường bờ, trong thời kỳ
giữa pha triều lên (xuống) dòng chảy ở khu vực
sát ven bờ phía Bắc (Nam) đảo có giá trị khá
nhỏ (0,1-0,2 m/s) và phân tán mạnh về hướng
(hình 4, 5).
Tràn dầu
Hình 6. Sơ đồ vị trí giả định xảy ra sự cố tràn dầu
Kịch bản chạy mô hình lan truyền dầu do
sự cố tràn dầu tại khu vực phía Bắc Tây Bắc
của đảo Cồn Cỏ đối với loại dầu DO (tỷ trọng
là 850 kg/m3, độ nhớt là 8×10-6 m2/s ở 200C).
Với giả thiết khối lượng dầu tràn là 100 tấn
theo các kịch bản xảy ra trùng với thời điểm
pha triều lên và pha triều xuống với các hướng
gió khác nhau (450, 1800 và 2250). Trong
trường hợp dầu DO, thành phần dầu bám đáy
được xem như không đáng kể, do tỷ trọng nhẹ
nên dạng tồn tại nổi trên mặt nước là chính.
Lượng dầu nổi được xác định là lớp dầu mỏng
phía trên cùng bề mặt cột nước có đơn vị tính là
kg/m2, loại dầu rơi xuống đáy và bám vào đất
có cùng đơn vị là kg/m2, loại dầu lơ lửng trong
cột nước do kết quả của quá trình xáo trộn và
nhũ tương hóa có đơn vị tính là kg/m3. Loại
dầu trong nước là sản phẩm của quá trình xáo
trộn nước bề mặt (do gió, sóng gây nên) đủ
mạnh làm cho dầu nổi đi vào trong nước, mặt
khác các hạt lơ lửng trong nước cũng tạo điều
Đảo
Cồn
Cỏ
Đảo
Cồn
Cỏ
Mô phỏng một số kịch bản tràn dầu
191
kiện cho quá trình nhũ tương hóa diễn ra nhanh
hơn. Trong điều kiện tốc độ gió nhỏ, sóng nhỏ
thì quá trình dầu đi vào nước không đáng kể.
Vị trí giả sử xảy ra sự cố tràn dầu được thể
hiện như hình 6 (tọa độ dạng UTM-WGS84:
748.217,38 m; 1.899.652,80 m. Trong các kịch
bản tính toán, tốc độ gió khoảng 4 m/s nên lớp
nước bề mặt ít xáo trộn (gây ra bởi gió và
sóng), loại dầu DO sau khi tràn ra chủ yếu tồn
tại ở dạng dầu nổi.
Gió hướng Đông Bắc: với kịch bản sự cố
tràn dầu DO xảy ra khi trường gió có hướng là
Đông Bắc với tốc độ là 4 m/s, khối lượng dầu
tràn là 100 tấn. Vệt dầu chỉ ảnh hưởng trong
phạm vi tính toán khoảng 9 ngày khi sự cố xảy
ra vào thời điểm pha triều lên và 14 ngày khi sự
cố xảy ra vào thời điểm pha triều xuống. Các
đặc trưng (hàm lượng, hướng di chuyển, vùng
ảnh hưởng) của vệt dầu biến đổi theo thời gian
được thể hiện trong hình 7 và bảng 1.
(a) (b)
Hình 7. Sự cố tràn dầu (hướng gió Đông Bắc, pha triều lên) sau 1 giờ (a) và sau 6 giờ (b)
Bảng 1. Các đặc trưng của vệt dầu với trường hợp tính cho hướng gió Đông Bắc (450)
TT Thời gian
Hướng di chuyển của
vệt dầu
Hàm lượng dầu
max (kg/m2) Vùng ảnh hưởng
Sự cố xảy ra trùng với thời điểm pha triều lên
1 1 h Về phía Tây 0,025-0,026 Từ vị trí tràn dầu mở rộng về phía Tây Tây Bắc của đảo
2 6 h Về phía Tây Tây Nam 1,2 × 10-3 Mở rộng từ phía Tây Bắc đến Tây Tây Nam cách từ bờ ra phía ngoài khoảng 5 km
3 12 h Về phía Tây Nam 5,1 × 10-4 Toàn bộ góc ¼ mở rộng từ phía Tây đến phía Nam của đảo
4 24 h Mở rộng lên phía Tây Bắc và Phía Đông 2,4 × 10
-4
Toàn bộ góc ¼ mở rộng từ phía Tây đến phía Nam của
đảo, mở rộng sang phía Đông và lên phía Bắccủa đảo cách
bờ khoảng 10 km;
5 36 h
Mở rộng lên phía Tây
Bắc và Phía Đông
Nam
1,8 × 10-4
Khu vực phía Đông Bắc của đảo cách bờ khoảng 8 km
không bị ảnh hưởng, còn lại các khu vực khác đều bị ảnh
hưởng
Sự cố xảy ra trùng với thời điểm pha triều xuống
6 1 h Xuống phía Tây Nam 0,019 Từ ven bờ ra phía ngoài khoảng 2 km, phạm vi vệt dầu vào khoảng 2 × 2 km
7 6 h Nam Tây Nam 1,3 × 10-3 Phạm vi vệt dầu mở rộng xuống phía Nam Tây Nam, từ ven bờ ra phía ngoài 7 km.
8 12 h Lên phía Bắc 5,5 × 10-4
Góc ¼ phía Tây Nam khu vực tính toán, một phần lên phía
Bắc từ bờ ra phía ngoài khoảng 6 km, một phần sang phía
Đông của đảo-từ bờ ra phía ngoài khoảng 3 km.
9 24 h Lên phía Bắc 3,0 × 10-4 Toàn bộ ½ phạm vi tính toán - từ phía Bắc-Tây-Nam của đảo; một phần nhỏ mở rộng sang phía Đông của đảo
10 36 h Phía Bắc, phía Đông 2,2 × 10-4 Ảnh hưởng hấu hết phạm vi tính toán
Dầu nổi (g/cm2) Dầu nổi (g/cm2)
Khoảng cách Khoảng cách
Trần Anh Tú, Lê Đức Cường
192
Gió hướng Nam: với kịch bản sự cố tràn
dầu DO xảy ra khi trường gió có hướng là Nam
với tốc độ là 4 m/s, khối lượng dầu tràn là 100
tấn. Vệt dầu chỉ ảnh hưởng trong phạm vi tính
toán khoảng 9 ngày khi sự cố xảy ra vào thời
điểm pha triều lên và 6 ngày khi sự cố xảy ra
vào thời điểm pha triều xuống. Các đặc trưng
(hàm lượng, hướng di chuyển, vùng ảnh
hưởng) của vệt dầu biến đổi theo thời gian
được thể hiện trong hình 8 và bảng 2.
(a) (b)
Hình 8. Sự cố tràn dầu (hướng gió Nam, pha triều xuống) sau 1 giờ (a) và sau 6 giờ (b)
Bảng 2. Các đặc trưng của vệt dầu với trường hợp tính cho hướng gió Nam (1800)
TT Thời gian
Hướng di chuyển
của vệt dầu
Hàm lượng dầu
max (kg/m2) Vùng ảnh hưởng
Sự cố xảy ra trùng với thời điểm pha triều lên
1 1 h Lên phía Bắc 0,016-0,017 Từ vị trí xảy ra sự cố mở rộng lên phía Bắc cách bờ khoảng 1 km
2 6 h Lên phía Bắc 11,3 × 10-4 Từ vị trí xảy ra sự cố mở rộng lên phía Bắc cách bờ khoảng 10 km
3 12 h
Mở rộng lên phía
Bắc, sang phía Tây
và xuống phía Nam
5,5 × 10-4
Phạm vi mở rộng từ bờ lên hết biên phía Bắc, sang
phía Tây khoảng 11 km và xuống phía Nam khoảng
9 km
4 24 h Mở rộng ra khu vực xung quanh đảo 2,5 × 10
-4
Hầu như toàn bộ phạm vi tính toán, chỉ một khu vực
nhỏ không bị ảnh hưởng nằm ở góc phía Đông Nam
của miền tính - cách bờ khoảng 9 km
5 36 h Mở rộng ra khu vực xung quanh đảo 15 × 10
-5 Toàn bộ phạm vi tính toán
Sự cố xảy ra trùng với thời điểm pha triều xuống
6 1 h Về phía Tây Tây Nam 0,027-0,028
Từ bờ ra phía ngoài khoảng 1,5 km - về phía Tây
của đảo
7 6 h Xuống phía Nam 1,3 × 10
-3
1,4 × 10-3
Từ bờ ra phía tây của đảo khoảng 2,5 km và kéo dài
xuống phía Nam cách bờ khoảng 6 km
8 12 h Về phía Tây và phía Bắc 6,1 × 10
-4
Bao quanh đảo từ phía Bắc sang phía Tây và phía
nam - từ bờ ra phía ngoài khoảng 6-9 km; Một phần
nhỏ lan ra phía Đông của Đảo - từ bờ ra phía ngoài
khoảng 5 km
9 24 h Về phía Bắc Tây Bắc 2,5 × 10
-4
Toàn bộ khu vực góc ¼ phía Tây Bắc của Đảo, một
phần bao xung quanh đảo-từ bờ ra phía ngoài
khoảng 4-5 km
10 36 h Mở rộng ra phía Đông 15 × 10
-5
Hầu như toàn bộ phạm vi tính toán, chỉ một khu vực
nhỏ không bị ảnh hưởng nằm ở góc phía Đông Nam
của miền tính – cách bờ khoảng 10 km
Dầu nổi (g/cm2) Dầu nổi (g/cm2)
Khoảng cách Khoảng cách
Mô phỏng một số kịch bản tràn dầu
193
Gió hướng Tây Nam: với kịch bản sự cố
tràn dầu DO xảy ra khi trường gió có hướng là
Tây Nam với tốc độ là 4 m/s, khối lượng dầu
tràn là 100 tấn. Vệt dầu chỉ ảnh hưởng trong
phạm vi tính toán khoảng 14 ngày khi sự cố
xảy ra vào thời điểm pha triều lên và 12 ngày
khi sự cố xảy ra vào thời điểm pha triều xuống.
Các đặc trưng (hàm lượng, hướng di chuyển,
vùng ảnh hưởng) của vệt dầu biến đổi theo thời
gian được thể hiện trong hình 9 và bảng 3.
(a) (b)
Hình 9. Sự cố tràn dầu (hướng gió Tây Nam, pha triều xuống) sau 1 giờ (a) và sau 6 giờ (b)
Bảng 3. Các đặc trưng của vệt dầu với trường hợp tính cho hướng gió Tây Nam (2250)
TT Thời gian
Hướng di chuyển
của vệt dầu
Hàm lượng dầu
max (kg/m2) Vùng ảnh hưởng
Sự cố xảy ra trùng với thời điểm pha triều lên
1 1 h Lên phía Bắc 0,03 Từ vị trí xảy ra sự cố mở rộng lên phía Bắc cách bờ khoảng 1 km
2 6 h
Lên phía Bắc,
và phía Tây Nam
16,5 × 10-4 Phạm vi từ phía Bắc sang phía Tây xung quanh đảo - cách bở khoảng 5-6 km
3 12 h Mở rộng ra xung quanh đảo 7,1 × 10
-4
Xung quanh đảo: từ bờ lên hết biên phía Bắc và
phía Nam; từ bờ ra phía ngoài khoảng 10 km về
phía Tây của đảo và khoảng 7 km về phía Đông của
đảo
4 24 h Mở rộng ra xung quanh đảo 2,2 × 10
-4 Hầu hết phạm vi tính toán
5 36 h Mở rộng ra xung quanh đảo 15 × 10
-5 Hầu hết phạm vi tính toán
Sự cố xảy ra trùng với thời điểm pha triều xuống
7 1 h Về phía Tây Tây Nam 0,025-0,026
Từ bờ ra phía ngoài khoảng 1 km - về phía Tây của
Đảo
8 6 h Về phía Nam và Đông 2,0 × 10
-3
Khu vực từ bờ xuống phía Nam của đảo- cách bờ
khoảng 6 km; Xung quanh đảo-từ bờ ra phía ngoài
khoảng 1-2 km.
9 12 h Mở rộng xung quanh đảo 5,5 × 10
-4 Xung quanh dảo - từ bờ ra phía ngoài khoảng 7 - 10 km
10 24 h Mở rộng xung quanh đảo 2,5 × 10
-4 Hầu như toàn bộ khu vực tính toán
11 36 h Mở rộng xung quanh đảo 1,2 × 10
-4 Hầu như toàn bộ khu vực tính toán
Dầu nổi (g/cm2) Dầu nổi (g/cm2)
Khoảng cách Khoảng cách
Trần Anh Tú, Lê Đức Cường
194
KẾT LUẬN
Mô hình Delft3D đã được sử dụng để mô
phỏng các kịch bản tràn dầu theo các hướng gió
khu vực đảo Cồn Cỏ. Theo kết quả nghiên cứu
cho thấy xu thế vệt dầu nổi phụ thuộc rõ rệt vào
các pha triều (lên và xuống). Trong pha triều
lên vệt dầu ảnh hưởng từ 9 ngày đến 14 ngày
và trong pha triều xuống vệt dầu ảnh hưởng từ
6 ngày đến 14 ngày. Với trường hợp gió hướng
Đông Bắc, thời gian xảy ra sự cố trùng với pha
triều xuống, vệt dầu có xu hướng mở rộng ra
phía Bắc và phía Đông của đảo. Trường hợp
gió hướng Nam, thời gian xảy ra sự cố trùng
với pha triều lên, sau 1 ngày vệt dầu mở rộng
toàn bộ xung quanh đảo. Trường hợp gió
hướng Tây Nam, thời gian xảy ra sự cố trùng
với pha triều xuống, sau 6 giờ vệt dầu mở rộng
về phía Nam và phía Đông của đảo. Tuy nhiên
độ chính xác của mô hình phụ thuộc nhiều vào
các yếu tố khí tượng và trường độ sâu. Trong
nghiên cứu tiếp theo những hạn chế này cần
được khắc phục để nâng cao độ chính xác của
mô hình.
Lời cảm ơn: Nhóm tác giả trân trọng cảm ơn
Ban chủ nhiệm đề tài “VATS 06.03/12-13:
Nghiên cứu bản chất hoàn lưu ven đảo tại một
số đảo tiền tiêu trên vịnh Bắc Bộ phục vụ bảo
vệ môi trường, sinh thái và phát triển bền
vững” (2012-2013) đã tạo điều kiện cho việc
hoàn thành công trình này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trần Anh Tú, Vũ Duy Vĩnh, Nguyễn Hữu
Cử, 2008. Mô phỏng quá trình tràn dầu khu
vực đảo Bạch Long Vĩ bằng mô hình delft-
3D. Tuyển tập Tài nguyên và môi trường
biển, Tập XIII. Nxb. Khoa học và Kỹ thuật
Hà Nội. Tr. 342-351.
2. WL|Delft Hydraulics, 1999. Delft3D-
FLOW User Manual Version 3.05, Delft3D
- Waq User Manual Version 3.01, Delft3D
- Part User Manual Version 1.0 WL| Del`ft
Hydraulics, Delft, Netherlands.
3.
4.
gridded_bathymetry_data/
SIMULATION OF SOME OIL SPILL SCENARIOS
IN CON CO ISLAND AREA
Tran Anh Tu, Le Duc Cuong
Institute of Marine Environment and Resources-VAST
ABSTRACT: The Con Co Island plays an important role in the economic and security
development strategy of Vietnam. The need for petroleum consume is more increasing in the world
leading to the increase of petroleum transportation. Located near the petroleum transport line from
Middle East to North East Asia, Con Co Island will be affected if oil spills happen. By using
Delft3D model and nesting technique, some scenarios of oil spill (100 tons) in different wind
directions in Con Co area are simulated. Calculating results show that, with the North-East wind
case, the oil slick spreads in 9-14 days; in the case of southern wind, oil slick spreads in 6-9 days
and the case of South Wets, oil slick spread in 12-14 days. The results are reference for marine
management agencies and related sectors.
Keywords: Oil spill, scenarios.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 4486_16017_1_pb_7699_2079642.pdf