Luận Văn Thạc Sĩ: Tính Toán Lan Truyền Nước Dằn Tàu Vùng Biển Bắc Bộ

Luận văn thạc sĩ HUS phân tích tính toán lan truyền nước dằn tàu tại vùng biển Bắc Bộ, cung cấp cái nhìn sâu sắc về hiện tượng này.

Chuyên ngành

Hải Dương Học

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học

2014

77
2
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

CHỮ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

0.1. TỔNG QUAN ĐỐI TƯỢNG VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

0.2. TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

0.2.1. NƯỚC DẰN TÀU (Ballast Water)

0.2.2. ĐẶC ĐIỂM QUẢN LÝ NƯỚC DẰN TÀU TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU

0.2.3. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU NƯỚC DẰN TRÊN THẾ GIỚI

0.2.4. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU NƯỚC DẰN Ở VIỆT NAM

0.2.5. TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH TÍNH TOÁN LAN TRUYỀN

0.2.6. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

0.2.6.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐỊA HÌNH
0.2.6.2. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU
0.2.6.3. ĐIỀU KIỆN HẢI VĂN

0.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

0.3.1. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ TỔNG HỢP

0.3.2. PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH SỐ

0.3.3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH MIKE 21 FM VÀ TR

0.3.4. PHƯƠNG PHÁP SỐ

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỐI TƯỢNG VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

1.2. NƯỚC DẰN TÀU (Ballast Water)

1.3. ĐẶC ĐIỂM QUẢN LÝ NƯỚC DẰN TÀU TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU

2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH

3.1. THIẾT LẬP THÔNG TIN ĐẦU VÀO CHO MÔ HÌNH

3.2. SỐ LIỆU ĐẦU VÀO CHO MÔ HÌNH

3.3. MIỀN TÍNH VÀ ĐIỀU KIỆN TÍNH TOÁN

3.4. CÁC THAM SỐ CỦA MÔ HÌNH

3.5. CÁC KỊCH BẢN MÔ PHỎNG

3.6. CÁC PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY

3.7. KỊCH BẢN LAN TRUYỀN NƯỚC DẰN TÀU

3.8. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CỦA MÔ HÌNH

3.8.1. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN TRƯỜNG DÒNG CHẢY VỊNH BẮC BỘ

3.8.2. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG LAN TRUYỀN NƯỚC DẰN TÀU

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Tính Toán Lan Truyền Nước Dằn Tàu Vùng Biển Bắc Bộ

Tính toán lan truyền nước dằn tàu là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong hải dương học, đặc biệt là tại vùng biển Bắc Bộ của Việt Nam. Vùng biển này không chỉ có giá trị kinh tế cao mà còn là nơi sinh sống của nhiều loài sinh vật biển đa dạng. Việc hiểu rõ về cách thức lan truyền của nước dằn tàu giúp các nhà quản lý có thể đưa ra các biện pháp bảo vệ môi trường hiệu quả hơn.

1.1. Định nghĩa và Vai trò của Nước Dằn Tàu

Nước dằn tàu (Ballast Water) là nước được bơm vào tàu để điều chỉnh độ ổn định và chiều chìm của tàu. Việc sử dụng nước dằn tàu giúp tàu hoạt động an toàn hơn, đặc biệt là khi không có hàng hóa. Tuy nhiên, nước dằn tàu cũng có thể mang theo nhiều sinh vật ngoại lai, gây ra những tác động tiêu cực đến hệ sinh thái biển.

1.2. Tình hình Nước Dằn Tàu tại Vùng Biển Bắc Bộ

Vùng biển Bắc Bộ là khu vực có mật độ giao thông hàng hải cao, với nhiều tàu thuyền ra vào. Việc xả nước dằn tàu tại đây có thể dẫn đến sự xâm nhập của các loài sinh vật lạ, ảnh hưởng đến đa dạng sinh học và môi trường biển. Do đó, việc nghiên cứu và tính toán lan truyền nước dằn tàu là rất cần thiết.

II. Vấn đề và Thách thức trong Tính Toán Lan Truyền Nước Dằn Tàu

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về nước dằn tàu, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc tính toán lan truyền của nó. Các yếu tố như điều kiện hải văn, dòng chảy và sự biến động của môi trường đều ảnh hưởng đến kết quả tính toán. Việc thiếu dữ liệu chính xác cũng là một vấn đề lớn.

2.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng đến Lan Truyền Nước Dằn Tàu

Các yếu tố như tốc độ gió, dòng chảy và nhiệt độ nước đều có thể ảnh hưởng đến quá trình lan truyền nước dằn tàu. Những yếu tố này cần được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình mô phỏng và tính toán.

2.2. Thiếu Dữ Liệu và Khó Khăn trong Nghiên Cứu

Việc thiếu dữ liệu về điều kiện hải văn và các thông số môi trường khác là một thách thức lớn trong nghiên cứu. Điều này có thể dẫn đến những sai lệch trong kết quả tính toán và ảnh hưởng đến độ tin cậy của mô hình.

III. Phương Pháp Tính Toán Lan Truyền Nước Dằn Tàu Hiệu Quả

Để tính toán lan truyền nước dằn tàu, các nhà nghiên cứu thường sử dụng các mô hình số như Mike 21 TR. Phương pháp này cho phép mô phỏng các kịch bản khác nhau và phân tích kết quả một cách chi tiết.

3.1. Mô Hình Mike 21 TR và Ứng Dụng

Mô hình Mike 21 TR là một công cụ mạnh mẽ trong việc tính toán lan truyền nước dằn tàu. Mô hình này cho phép mô phỏng các điều kiện khác nhau và đưa ra các dự đoán chính xác về sự lan truyền của nước dằn.

3.2. Các Kịch Bản Tính Toán và Phân Tích Kết Quả

Các kịch bản tính toán được thiết lập dựa trên các điều kiện thực tế của vùng biển Bắc Bộ. Kết quả từ các kịch bản này sẽ giúp các nhà quản lý có cái nhìn rõ hơn về tác động của nước dằn tàu đến môi trường.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn và Kết Quả Nghiên Cứu

Kết quả từ nghiên cứu về lan truyền nước dằn tàu có thể được ứng dụng trong việc quản lý và bảo vệ môi trường biển. Các nhà quản lý có thể sử dụng thông tin này để đưa ra các quyết định hợp lý về vị trí xả nước dằn và các biện pháp bảo vệ hệ sinh thái.

4.1. Kết Quả Tính Toán và Phân Tích Dữ Liệu

Kết quả tính toán cho thấy sự lan truyền của nước dằn tàu có thể ảnh hưởng đến các khu vực nhạy cảm trong hệ sinh thái biển. Việc phân tích dữ liệu giúp xác định các khu vực cần được bảo vệ.

4.2. Đề Xuất Giải Pháp Quản Lý Nước Dằn Tàu

Dựa trên kết quả nghiên cứu, các giải pháp quản lý nước dằn tàu có thể được đề xuất, bao gồm việc quy định các khu vực xả nước dằn và tăng cường kiểm soát đối với các tàu thuyền.

V. Kết Luận và Tương Lai của Nghiên Cứu Tính Toán Lan Truyền Nước Dằn Tàu

Nghiên cứu về tính toán lan truyền nước dằn tàu là một lĩnh vực quan trọng và cần thiết trong bối cảnh hiện nay. Việc hiểu rõ về quá trình này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn hỗ trợ phát triển bền vững cho ngành vận tải biển.

5.1. Tầm Quan Trọng của Nghiên Cứu

Nghiên cứu này đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ hệ sinh thái biển và đảm bảo an toàn cho hoạt động hàng hải. Các kết quả nghiên cứu sẽ góp phần nâng cao nhận thức về tác động của nước dằn tàu.

5.2. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến lan truyền nước dằn tàu và phát triển các mô hình tính toán chính xác hơn. Điều này sẽ giúp cải thiện hiệu quả quản lý nước dằn tàu tại vùng biển Bắc Bộ.

18/07/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu: Giới thiệu sơ lƣợc về mục tiêu, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu của luận văn. Chƣơng 1: Tổng quan về nƣớc dằn tàu và khu vực vịnh bắc bộ 3. Chƣơng 2: Phƣơng pháp nghiên cứu 4. Chƣơng 3: Các kết quả tính toán 5.

Kết luận 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 1. TỔNG QUAN ĐỐI TƢỢNG VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về đối tƣợng nghiên cứu 1. Nƣớc dằn tàu (Ballast Water) Thuật ngữ “Ballast” thƣờng đƣợc dùng để chỉ bất cứ vật nặng nào đặt trong tàu mà thấp hơn trọng tâm.

“Ballast” cung cấp cho thân tàu sự ổn định và đảm bảo tàu có độ sâu hợp lý khi ở trong nƣớc để hoạt động có hiệu quả và hoạt động của chân vịt cũng đạt đƣợc hiệu quả. “Ballast” giúp cho tàu thuyền ổn định hơn và di chuyển an toàn hơn. Điều chỉnh “Ballast” của tàu bằng cách thêm vào hoặc bỏ đi những vật liệu nhƣ cát, sỏi, đá, và nƣớc. Dằn tàu đặc biệt quan trọng ở những tàu mang ít hay không mang hàng hóa.

Khi tàu đầy hàng hóa, sự ổn định của tàu chủ yếu đƣợc thực hiện bởi hàng hóa. Khi tàu không có hàng hóa hoặc ít hàng hóa, do sức nổi làm sự bất ổn định của tàu tăng lên. Dằn tàu là hình thức giúp thêm trọng lƣợng vào phần thấp hơn của tàu, làm tăng trạng thái ổn định bằng cách kéo trọng tâm xuống thấp hơn tâm đẩy nổi của sức nổi [21]. Trƣớc đây, các thủy thủ đã sử dụng dây xích và những vật liệu nặng khác nhƣ cát và các tảng đá để dằn tàu.

Từ sau 1870 ngƣời ta bắt đầu thay thế các vật liệu trên bằng nƣớc, bởi vì chất lỏng sử dụng để dằn tàu thuận lợi hơn sử dụng chất rắn. Đến nay, thuật ngữ “nƣớc dằn tàu” đã đƣợc tổ chức hàng hải quốc tế (IMO) chính thức định nghĩa nhƣ sau: “nƣớc dằn tàu” là nƣớc đƣợc bơm lên tàu để điều chỉnh độ chúi, độ nghiêng, chiều chìm, ổn định của tàu [24]. Nhƣ đã nói trên, tàu viễn dƣơng chỉ mang ít hay không có hàng hóa khi di chuyển trên biển, vì vậy ngay khi bắt đầu cuộc hành trình, tàu viễn dƣơng sẽ lấy một lƣợng lớn nƣớc nhằm giúp tàu có thể chìm sâu hơn dƣới nƣớc hay đến một vị trí an toàn hơn trong nƣớc. Cuối cuộc hành trình, tàu sẽ bơm nƣớc dằn tàu này vào một cảng mới hay vùng ven biển trƣớc khi bốc hàng hóa.

Nƣớc dằn tàu cũng đƣợc đổi hay bơm ra cho mục đích khác, bao gồm điều chỉnh tàu theo đúng hƣớng, cải thiện tính an toàn khi đi trên biển, gia tăng hiệu quả lực đẩy, hạn chế sốc cho thân tàu. Các quá trình nêu trên liên quan đến hoạt động lấy hay xả nƣớc dằn tàu của đƣợc khái quát trong hình 1 (nguồn: CRISO Austrialia, 2008) [24]. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Quy trình bơm, xả nước dằn tàu của tàu thuyền [15].

Thực tế hiện nay việc sử dụng nƣớc để dằn là điều cần thiết để đảm bảo hoạt động an toàn của tàu. Sức chứa nƣớc dằn tàu phụ thuộc vào loại tàu, tải trọng và khối lƣợng hàng trên tàu đƣợc thể hiện ở bảng 1. Lƣợng nƣớc này thƣờng chiếm từ 30-40% trọng tải của tàu. Trên thế giới hiện có khoảng trên 85.000 tàu hoạt động và tƣơng đƣơng với khoảng 3 đến 5 tỷ tấn nƣớc dằn vận chuyển bằng tàu biển hàng năm [21].

5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Khả năng dằn của một số loại tàu biển [15] Trạng thái nƣớc dằn tàu Tải trọng Thông Phần trăm Chất đầy Phần trăm Loại tàu (DWT) thƣờng tải trọng (Tấn) tải trọng (Tấn) (%) (%) Tàu chở xô hàng rời 250.000 45 Tàu chở xô hàng rời 150.000 45 Tàu chở xô hàng rời 70.000 57 Tàu chở xô hàng rời 35.000 30 - Tàu hàng tổng hợp 17.000 35 - Tàu hàng tổng hợp 8.000 38 - Tàu khách 3.000 33 - Việc sử dụng nƣớc để dằn tàu đã tác động đáng kể đến đa dạng sinh học, môi trƣờng cũng nhƣ cuộc sống của con ngƣời ở nhiều nơi trên thế giới. Khi tàu lấy hàng sẽ xả nƣớc dằn, cùng theo đó là hàng nghìn sinh vật ngoại lai, chủ yếu là thực vật phù du, động vật phù du, động vật không xƣơng sống. Các loài sinh vật xâm nhập vào môi trƣờng mới sẽ đe dọa hoặc gây ảnh hƣởng rất lớn đến hệ sinh thái ven biển và hệ sinh thái nƣớc ngọt.

Bên cạnh đó, thiết kế phức tạp của két đựng nƣớc dằn cũng có thể dẫn đến một lƣợng lớn trầm tích lắng đọng trong các bể dằn tàu. Điều này có thể tạo ra một nơi sinh sản và phát triển của các vi khuẩn và một số loài sinh vật nhất định. Quá trình lắng đọng và tích luỹ của nhiều đợt chứa nƣớc và chứa nhiều loại nƣớc ở các khu vực địa lý trên thế giới làm cho nguy cơ gây ra các ảnh hƣởng đến hệ sinh thái khi sinh vật xâm hại càng cao. Vì thế, việc vận chuyển nƣớc dằn và các loài xâm hại ở biển dƣờng nhƣ đã trở thành thách thức lớn đối với môi 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com trƣờng.

Từ những năm 1970 nhà khoa học đã nhận thức việc xả không kiểm soát nƣớc dằn và cặn lắng từ tàu sẽ dẫn đến việc vận chuyển các thủy sinh vật và các mầm bệnh có hại, gây ra tổn thƣơng tới môi trƣờng, sức khỏe con ngƣời và tài nguyên. Tuy nhiên, vấn đề ảnh hƣởng của các sinh vật độc hại trong nƣớc dằn của tàu mới đƣợc IMO đề cập đến từ năm 1988. Nhằm làm giảm thiểu và ngăn ngừa ô nhiễm môi trƣờng biển do việc vận chuyển các mầm bệnh và thủy sinh vật có hại thông qua nƣớc dằn, năm 2004, IMO đã thông qua Công ƣớc quốc tế về kiểm soát, quản lý nƣớc dằn và cặn nƣớc dằn (BWM, 2004), Công ƣớc dự kiến sẽ có hiệu lực trong năm 2014-2016. Đặc điểm quản lý nƣớc dằn tàu trong khu vực nghiên cứu Cho đến nay, Việt Nam chƣa có quy định riêng về quản lý nƣớc dằn tàu.

Dựa trên Nghị định về quản lý cảng biển và luồng hàng hải số 21/2012/NĐ-CP, ngày 21 tháng 3 năm 2012 [2], có thể tóm tắt việc quản lý nƣớc dằn tàu của Việt Nam nhƣ sau: Thứ nhất, trƣớc khi tàu thuyền dự kiến đến cảng, chủ tàu, ngƣời quản lý, ngƣời khai thác tàu hoặc ngƣời đƣợc ủy quyền phải gửi cho Cảng vụ hàng hải nơi tàu đến mẫu “Khai báo chung” trƣớc khi tàu nhập cảnh [11]. Thứ hai, đối với các tàu không xả nƣớc dằn tàu thì sẽ làm thủ tục nhập cảnh tại phao số “0” hoặc có thể tại cảng nhập cảnh theo thời gian quy định trƣớc khi nhập cảnh. Thứ ba, đối với các tàu có xả nƣớc dằn tàu bắt buộc phải làm thủ tục khai báo tại phao số “0” và điền vào giấy khai báo kiểm dịch y tế đối với tàu thủy, thuyền cập bến và giấy kê khai các loại nƣớc, thực phẩm trên tàu thủy, thuyền. Nhƣ vậy, việc quản lý, kiểm soát các tàu nhập cảnh vào Việt Nam có liên quan đến nƣớc dằn tàu mới chỉ dựa vào quy trình khai báo và ngay bản thân quy trình khai báo của Việt Nam cũng còn một số điểm không thể kiểm soát đƣợc: Đầu tiên, vấn đề khai báo nƣớc dằn tàu còn dựa vào tính tự giác của ngƣời vận hành tàu.

Nhƣng tàu nào khai báo sẽ xả nƣớc dằn tàu mới điền vào mẫu khai 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com báo, chính vì vậy ta không thể kiểm soát đƣợc tính trung thực khi khai báo nƣớc dằn tàu của các tàu. Hơn nữa, hiện nay chúng ta cũng chƣa có bất kỳ quy định hay phƣơng pháp nào để kiểm tra những tàu không khai báo nƣớc dằn tàu nhƣng lại xả nƣớc dằn tàu tại cảng nhập cảnh. Tiếp theo đó, việc quản lý quy trình khai báo nƣớc dằn tàu chƣa đƣợc chặt chẽ, chỉ điền vào mẫu nƣớc dằn tàu, thông báo cho cảng vụ hàng hải biết giờ, địa điểm sẽ xả nƣớc dằn tàu. Chúng ta không có quy định khu vực nào cho phép các tàu đƣợc phép xả nƣớc.

Nhìn chung những quy định khai báo về quản lý nƣớc dằn tàu của Việt Nam khác hẳn các nƣớc trên thế giới và cũng không theo quy định chung nhƣ công ƣớc về kiểm soát nƣớc dằn tàu và cặn lắng của IMO [2], đó là: (1) Yêu cầu trao đổi nƣớc ngoài khơi; (2) Không sử dụng mẫu khai báo nƣớc dằn tàu của IMO; (3) Không yêu cầu thực hiện kế hoạch quản lý nƣớc dằn tàu; (4) Tất cả những quy trình khai báo và cập nhật thông tin của các nƣớc trên thế giới đều đƣợc tiến hành tự động qua chƣơng trình quản lý đƣợc xây dựng sẵn, còn của Việt nam chỉ tiến hành thông báo qua điện thoại, gởi fax. Chính vì vậy, chúng ta không thể kiểm soát đƣợc tình hình bơm/ xả nƣớc dằn tàu tại các cảng cũng nhƣ việc xâm lấn của các sinh vật ngoại lai vì nƣớc dằn tàu là một trong những con đƣờng chính cho sự di chuyển của các sinh vật lạ từ các quốc gia khác vào Việt Nam trong đó có cả các sinh vật gây hại. Do đó, khả năng dự phòng, chuẩn bị hay xây dựng giải pháp xử lý hợp lý, hiệu quả và kịp thời đang là vấn đề cấp thiết cho Việt Nam trong giai đoạn hiện này. Do quy định quản lý của Việt Nam không yêu cầu các tàu khai báo lƣợng nƣớc dằn, chỉ khi các tàu xả nƣớc dằn tàu mới khai báo lƣợng nƣớc dằn tàu theo tàu.

Vì vây, học viên chỉ thu thập đƣợc số liệu về lƣợng tàu nhập cảng qua các năm, không thu thập đƣợc lƣợng nƣớc dằn tàu di chuyển cùng với các tàu vào hệ thống cảng Hải Phòng. Chính vì vậy những kết luận sau chỉ dựa trên số lƣợng tàu nhập cảng vào hệ thống cảng Hải Phòng từ giai đoạn 2005 - 2012 (bảng 2). 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Lượng hàng hóa thông qua cảng Hải Phòng giai đoạn 2005-2012 Năm 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Tổng sản lƣợng 10,51 11,15 12,3 13,9 32,5 38,4 43 48,9 (triệu tấn) Sản lƣợng nhập 5,37 5,2 6, 218 7,635 15,6 18,8 20,2 25 (triệu tấn) Container 424,13 464 683,7 808 929,2 1068 1200 1378 (nghìn TEUs) Số lƣợt tàu đến 2.939 Lƣợng nƣớc dằn ƣớc tính 10,06 8,51 10,15 19,78 24,57 33,12 41,67 61,84 (Triệu tấn) Qua bảng số liệu nêu trên cho thấy: Số lƣợng tàu nhập cảnh từ giai đoạn 2005-2012 có khuynh hƣớng tăng, tƣơng đƣơng với lƣợng hàng hóa tăng; đồng thời với việc tải trọng tăng đó là lƣợng nƣớc dằn tàu đi theo cũng tăng.

Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho sự xâm nhập của sinh vật vào hệ thống cảng Hải Phòng.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ