Luận văn Nghiên cứu khả năng lan truyền dầu do sự cố khu vực dự án kho trung chuyển xăng dầu Tiên lãng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh

t keo có vỏ là nƣớc, nhân là dầu, đƣợc tạo ra do các hạt dầu có độ nhớt cao dƣới tác động lâu của sóng biển, nhất là các loại sóng vỡ. Loại keo này kém bền vững hơn và dễ tách nƣớc hơn. Nhũ tƣơng hóa phụ thuộc vào tốc độ gió và loại dầu. Gió cấp 3,4 sau 1-2 giờ tạo ra khá nhiều các hạt nhũ tƣơng dầu nƣớc. Dầu có độ nhớt cao thì dễ tạo ra nhũ tƣơng dầu nƣớc. Nhũ tƣơng hóa làm giảm tốc độ phân hủy và phong hóa dầu. Nó cũng làm tăng khối lƣợng chất ô nhiễm và làm tăng số việc phải làm để phòng chống ô nhiễm. * Quá trình lắng kết Hầu hết các thành phần của dầu thô là không hòa tan trong nƣớc, do vậy chúng có xu hƣớng dính kết với các hạt rắn lơ lửng trong nƣớc, trở nên có khối lƣợng riêng lớn hơn nƣớc biển và chìm dần xuống đáy. Quá trình chìm dầu xảy ra khi dầu thô đã trải qua quá trình phong hóa và tƣơng tác với các chất lơ lửng tự nhiên trong biển hay bùn đáy do sóng biển khuấy lên. Do tỉ trọng nhỏ hơn 1 nên dầu mỏ và sản phẩm của dầu mỏ thƣởng nổi lên mặt nƣớc mà không tự chìm xuống đáy. Các loại nhũ tƣơng sau khi hấp thụ các vật chất hoặc cơ thể sinh vật có thể trở nên nặng hơn nƣớc rồi chìm dần. Cũng có một số hạt lơ lửng hấp thụ tiếp các hạt phân tán rồi chìm dần lắng đọng xuống đáy. Trong đó cũng xảy ra quá trình đóng vón tức là quá trình tích tụ nhiều hạt nhỏ thành mảng lớn. Quá trình lắng đọng làm giảm hàm lƣợng dầu có trong nƣớc, làm tăng DO nhanh hơn. Nhƣng nó sẽ làm hại hệ sinh thái đáy. Hơn nữa, sau lắng đọng, dầu vẫn có thể nổi lên mặt nƣớc do tác động của các yếu tố đáy, gây ra ô nhiễm lâu dài cho vùng nƣớc. * Quá trình oxy hóa Nói chung, các hydrocacbon trong dầu khá bền vững với oxy. Nhƣng trong thực tế, dầu mỏ tồn tại trong nƣớc hoặc trong không khí vẫn bị oxy hóa một phần ánh sáng mặt trời và quá trình xúc tác sinh học tạo thành các hydropeoxit rồi thành 27 các sản phẩm khác. Sản phẩm quá trình rất đa dạng nhƣ: axit andehit, ceton, peroxit, supeoxit * Quá trình phân hủy sinh học Có nhiều chủng thủy sinh vật khác nhau có khả năng tiêu thụ một đoạn nào đó. Mỗi loại vi sinh chỉ có khả năng phân hủy một nhóm hydrocacbon cụ thể nào đó. Tuy nhiên, trong nƣớc sông có rất nhiều chung vi khuẩn. Do đó, rất ít loại hydrocacbon có thể chống lại sự phân hủy này. * Quá trình vận chuyển dầu do gió, sóng và dòng chảy Khi dầu bị thoát ra, đầu tiên chúng đƣợc vận chuyển trên bề mặt. Quá trình vận chuyển ban đầu chủ yếu gây ra do trọng lực. Sau đó, dầu đƣợc vận chuyển đi bởi gió và dòng chảy. Sóng mặt có tác dụng làm gia tăng quá trình nhũ tƣơng hóa của dầu. * Quá trình phân tán tự nhiên Khi dầu bị thoát ra, đầu tiên chúng đƣợc vận chuyển trên bề mặt. Quá trình vận chuyển ban đầu chủ yếu gây ra do trọng lực. Sau đó, dầu đƣợc vận chuyển đi bởi gió và dòng chảy. Sóng mặt có tác dụng làm gia tăng quá trình nhũ tƣơng hóa của dầu. * Quá trình phân tán tự nhiên Quá trình va chạm liên kết hay vỡ ra của các giọt dầu có thể là không quan trọng ở ngoài khơi đại dƣơng, nhƣng ảnh hƣởng của nó rất quan trọng trong vùng gần bờ khi tốc độ pha loãng và lôi cuốn dầu giảm một cách đáng kể. Do quá trình này, các giọt dầu nhỏ có thể liên kết với nhau để tạo ra các giọt dầu lớn và nổi lên mặt biển. * Tương tác dầu với bờ Dầu khi bị trôi dạt vào bờ sẽ đọng lại trên bờ. Tùy theo tính chất của bờ là bùn, cát, sỏi hay đá mà lƣợng dầu đọng lại bờ sẽ tồn tại một thời gian dài hay bị rửa trôi. 28 1.3.4. Tác động của dầu tràn Sự cố tràn dầu làm ảnh hƣởng đến môi trƣờng đất, khí và đặc biệt nguy hại nghiêm trọng môi trƣờng nƣớc do hầu hết các vụ tràn dầu xảy ra trên biển hay kênh rạch nơi có tàu thuyền qua lại. Dầu tràn trong môi trƣờng nƣớc, nó không trộn lẫn đƣợc với nƣớc và có trọng lƣợng riêng nhẹ hơn nƣớc. Do đó, dầu khi bị tràn tạo ra một vết dầu loang trôi trên bề mặt nƣớc. Khi tràn ra, dầu có thể ảnh hƣởng đến môi trƣờng bằng nhiều cách khác nhau. Đầu tiên, về mặt tự nhiên dầu có thể làm ngạt sinh vật và chất nền và để chúng tiếp xúc với các thành phần hóa học độc hại. Nó thƣờng gây ra tử vong cho các sinh vật. Trong các giai đoạn đầu của một sự cố tràn dầu, độc tính của dầu đối với các sinh vật biển liên quan đến số lƣợng các hợp chất thơm có thể tan đƣợc trong nƣớc (các benzene thế alkyl, naphthalene) trong dầu. Các loại dầu nhẹ thƣờng có tiềm năng độc nhiều hơn các dầu nặng và nó phân tán rất nhanh, điều đó cũng có nghĩa là việc tiếp xúc với dầu xảy ra nhanh chóng. Ảnh hƣởng của một sự cố tràn dầu lên động và thực vật phụ thuộc vào mùa, kích thƣớc và vị trí của vết dầu tràn. Nếu một sự cố tràn dầu xảy ra vào đỉnh điểm của mùa sinh sản, nó có thể ảnh hƣởng đến toàn bộ số lƣợng trứng và ấu trùng sinh ra, thêm vào đó là sự tử vong của các con lớn trƣởng thành. Phần còn lại của dầu có thể tích tụ vào các trầm tích và mô của sinh vật sống trong các khu vực bị ảnh hƣởng. Ảnh hƣởng của các chất cặn bã dầu tích tụ trong các mô các loài có giá trị thƣơng mại nhƣ trai, sò, loài giáp xác và cá đã đƣợc biết từ lâu. Việc tích tụ dầu bên trong các mô sinh vật khiến chúng có mùi và không thể tiêu thụ đƣợc tại thị trƣờng. Các hệ sinh thái và sự tổn thương do ô nhiễm dầu tràn: Các rặng san hô: sự ô nhiễm dầu có thể gây tử vong diện rộng của san hô và các động vật đáy không xƣơng sống khác nhƣ trai, sò, động vật da gai và các loài giáp xác. Cặn dầu và các phần dầu nhẹ dễ tan trong nƣớc hơn sẽ làm các loài cá và động vật không xƣơng sống vị nhiễm bẩn (có mùi), đặc biệt là các loài sống bằng cách ăn lọc (loài trai hai mảnh). 29 Hơn nữa, một vỉa đá ngầm bị thoái hóa do dầu không phải là nơi hấp dẫn cho ngành du lịch. Về lâu dài, một rặng san hô lớn bị tiêu diệt sẽ dẫn đến việc xói mòn lớp nền của vỉa đá ngầm do sóng và các sinh vật gây xói mòn sinh học. Đến một mức nào đó sự xói mòn bở biển trên diện rộng sẽ xảy ra. Sự mất bờ biển và vùng đất ven biển sẽ ảnh hƣởng đến khả năng phát triển kinh tế xã hội của khu vực. Các bãi cát, bãi bùn (vùng kín gió): ảnh hƣởng của sự cố tràn dầu lên các bãi cát và bãi bùn phụ thuộc vào kích thƣớc hạt của trầm tích, năng lƣợng sóng cũng nhƣ các đặc tính lý hóa của dầu. Trong các khu vực tiếp xúc nhiều nhất với năng lƣợng sóng cao, dầu có thể bị thấm sâu vên trong lòng trầm tích đáy. Trong các trƣờng hợp này, việc ô nhiễm dầu có thể kéo dài và theo thời gian dầu sẽ rò rỉ ra hoặc tiếp xúc lặp đi lặp lại do việc tái tạo trầm tích do sóng và thủy triều. Ảnh hƣởng lớn nhất mà ô nhiễm dầu gây ra cho bãi biển có lẽ là ảnh hƣởng về kinh tế. Các bãi biển này thƣờng là nơi hấp dẫn du lịch và sự có mặt của vết dầu tràn là hiểm họa của ngành du lịch trong các khu vực này, đặc biệt là khi vết dầu tràn xảy ra đúng vào đỉnh điểm của mùa du lịch. Cây đƣớc: cây đƣớc, do mực nƣớc lên xuống của thủy triều và vị trí ven biển của chúng nên rất dễ bị ảnh hƣởng bởi ô nhiễm do dầu. Các dòng thủy triều và gió thổi về bờ có thể đem các màng dầu vào khu vực rừng đƣớc, nơi mà tiếp xúc lý hóa với động và thực vật trong môi trƣờng dẫn đến việc tử vong ở quy mô lớn. Môi trƣờng sống trong rừng đƣớc rất đa dạng nuôi sống rất nhiều loài cá, động vật không xƣơng sống, chim, các loài thực vật và đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với các hệ sinh thái biển. Đƣớc là môi trƣờng sống quan trọng và là nơi nuôi dƣỡng nhiều loài có giá trị thƣơng mai nhƣ cua (Scylla sp.., Porunis sp), cá (Lujanus sp., Lates sp.), tôm (Penaus sp.). Đƣớc cung cấp đầu vào đáng kể các chất hữu cơ cho nƣớc biển và gắn kết các trầm tích mịn với nhau. Điều này làm ổn định các dải đất ven bờ và bảo vệ chúng khỏi xói mòn do sóng. Các lớp rong biển, hồ và đầm lầy: vì các lớp rong biển, hồ và đặc biệt đầm lầy xuất hiện nơi nƣớc nông và thƣờng nổi rõ khi triều thấp, chúng dễ bị tổn thƣơng do dầu ô nhiễm dầu vì dòng triều và gió về bờ có thể đƣa vết dầu về phía bờ. Việc 30 suy thoái sẽ dần dẫn đến các môi trƣờng sống bị mất một số cá lớn và vừa, một số loài giáp xác có giá trị thƣơng mại. Điều này sẽ ảnh hƣởng đến các động vật bậc cao hơn ăn các sinh vật này và cũng ảnh hƣởng tới hệ sinh thái liền kề phụ thuộc vào môi trƣờng sống này. Sinh sản của cá: Cá có thể bị ảnh hƣởng bởi dầu bằng nhiều cách, cụ thể là qua tiếp xúc vật lý với một vết dầu loang, mang cá hoặc các biểu mô mỏng bị dính các sản phẩm dầu không tan, việc tiêu hóa gián tiếp hay trực tiếp các con mồi bị nhiễm bẩn bởi dầu, ngộ độc trứng và ấu trùng và do bị ảnh hƣởng bởi môi trƣờng sống của cá. Về ngắn hạn, các con cá trƣởng thành tiếp xúc với dầu thể hiện một số thay đổi về sinh lý (tăng nhịp tim, thay đổi cân bằng thấm lọc trong hệ hô hấp và đặc tính của máu), biểu hiện ở giảm khả năng hoạt động, ăn uống và khả năng theo bầy, cũng nhƣ xuất hiện các tổn thƣơng ở mang, vây và mặt. Về lâu dài, sự ô nhiễm do dầu dẫn đến việc làm giảm tốc độ tăng trƣởng, sự sinh sản chậm, làm tăng tính dễ bị tổn thƣơng do bệnh tật, và tăng độ tử vong. Thực vậy, các con cá trong thử nghiệm tiếp xúc với dầu gây ô nhiễm với nồng độ tƣơng tự trên hiện trƣờng (1 ppm) có các tuyến sinh dục, gai tử dị hình và giảm năng lƣợng cho việc sinh sản [6]. 1.3.5. Ô nhiễm dầu ở Việt Nam Việt Nam nằm trên tuyến đƣờng giao thông chính từ Trung Đông đến các nƣớc Đông Á nhƣ Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc. Tại khu vực Đông Nam Á diễn ra nhiều hoạt động thăm dò và sản xuất dầu khí, Việt Nam là quốc gia có tốc độ phát triển kinh tế khá nhanh, kéo theo nhu cầu về dầu mỏ cũng tăng cao, tiềm ẩn nhiều nguy cơ gây sự cố tràn dầu. Vùng biển Việt Nam là loại biển mở nối liền Thái Bình Dƣơng và Ấn Độ Dƣơng, là một trong những trục hàng hải có lƣu lƣợng tàu bè qua lại rất lớn, trong đó 70% là tàu chở dầu. Với đƣờng bờ biển kéo dài 3200km cùng hệ thống sông suối, kênh rạch chằng chịt song điều kiện hạ tầng hàng hải và phòng phòng ngừa sự cố yếu kém, nguy cơ xảy ra sự cố dầu tràn, tràn đổ hóa chất ở Việt Nam là rất lớn. Việt Nam cũng là một quốc gia có hoạt động khai thác, xuất nhập khẩu xăng dầu khá lớn. Tính đến nay, đội tàu biển Việt Nam có tổng số 1.614 tàu với 4.497.157 GT và 7.348.206 DWT. Hệ thống cảng biển Việt Nam gồm 49 31 cảng, trên 130 cầu bến với tổng chiều dài cầu cảng gần 40km. Trong năm 2010, có khoảng 119.744 lƣợt tàu ra vào các cảng biển VN với tổng sản lƣợng hàng hóa thông qua hệ thống ƣớc chừng 259 triệu tấn. Theo Cục ĐKVN, cả nƣớc hiện có 160 cơ sở đóng và sửa chữa tàu biển, trong đó có 120 nhà máy đóng, sửa chữa tàu trọng tải ≥ 1.000 DWT với 170 công trình nâng hạ thủy. Hầu hết trong số này có quy mô nhỏ lẻ, công nghệ lạc hậu rất khó nâng cao năng lực trong hoàn cảnh hiện tại. Bên cạnh đó, sự tăng trƣởng kinh tế nhanh chóng và sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp ở Việt Nam trong thời gian qua đã kéo theo đó là những hệ lụy của ô nhiễm môi trƣờng do chất thải công nghiệp và sinh hoạt, trong đó có không nhỏ lƣợng dầu thải từ các cơ sở sản xuất, kinh doanh, dịch vụ thải vào hệ thống công thoát và đổ ra sông, ra biển. Số lƣợng dầu mỏ thấm qua đất và lan truyền ra nƣớc biển ƣớc tính 3 triệu tấn mỗi năm. Theo Báo cáo quốc gia về ô nhiễm biển từ đất liền Việt Nam năm 2004 thì lƣợng dầu mỡ khoáng thải xuống biển của các cơ sở công nghiệp chỉ riêng thành phố Hạ Long là 844 tấn/năm. Từ vùng kinh tế trọng điểm phía nam đã thải vào các con sông lƣợng nƣớc thải sinh hoạt là 113.216m3/ngày và nƣớc thải công nghiệp là 312.330 m3/ngày, theo đó một lƣợng không nhỏ dầu thải đã đổ vào sông, biển, gây nên ô nhiễm dầu cho môi trƣờng. Ô nhiễm dầu ở Việt Nam còn bắt nguồn từ các hoạt động khai thác dầu khí và sự cố tràn dầu trên biển Đông. Hiện nay, Biển Đông đã trở thành một trong những vùng biển nhộn nhịp các điểm thăm dò và khai thác dầu khí. Nƣớc ta có khoảng 340 giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí, phát triển mạnh ở các khu vực: Vịnh Bắc Bộ, Vịnh Thái Lan và Quần đảo Trƣờng Sa. Hoạt động khai thác dầu khí ngoài việc thải nƣớc lẫn dầu với khối lƣợng lớn, trung bình mỗi năm hoạt động này còn phát thải khoảng 5.600 tấn rác thải dầu khí, trong đó có 20 – 30% là chất thải rắn nguy hại còn chƣa có bãi chứa và xử lý. Ngoài ra, hằng năm ƣớc tính có khoảng 1 triệu tấn dầu mỏ tràn ra mặt biển do những sự cố ở các dàn khoan dầu. Các tàu chở dầu cũng làm thất thoát một lƣợng dầu mỏ ƣớc tính tới 0,7% tải trọng của chúng trong quá trình vận chuyển thông thƣờng. 32 Theo báo cáo của Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng (2008), từ năm 1997 đến năm 2008, ở Việt Nam đã xảy ra hơn 50 vụ tràn dầu trên biển, trên sông do các hoạt động khai thác vận chuyển dầu, trong đó một số sự cố đến nay chƣa xác định đƣợc nguồn gốc. Một số sự cố tràn dầu điển hình nhƣ: a. Sự cố trên sông 16/4/1999: Trên sông Nhà Bè ( đoạn trƣớc mặt kho B Tổng kho xăng dầu Nhà Bè), hai tầu chở dầu Nhật Thuần 1 và Hiệp Hòa đã đam vào nhau khiến 110.000 lít dầu DO chảy tràn ra sông. 7/9/2001: Tàu Formosa One, quốc tịch Liberia đâm vào tàu chở dầu Petrolimex 01 của Công ty Vitaco, thành phố Hồ Chí Minh đang neo đậu tại Vũng Tàu, làm thủng khoang số 1 của tàu và làm hàng nghìn tấn dầu tràn ra ngoài. Tàu Petrolimex 01 có trọng tải 30.000 tấn, đang chở khoảng 20.000 tấn dầu DO. 21/10/2003:Tàu Hoàng Đạt 35 trên đƣờng từ Hải Phòng đi Singapore đã gặp thời tiết xấu và chìm tại vùng biển Vũng Tàu với 16 thuyền viên trên tàu. Tàu Stolt Capability quốc tịch Liberia đang đi ngang qua đã cứu đƣợc 13 thuyền viên và tìm đƣợc thi thể hai thuyền viên khác. Còn lại một thuyền viên trong mất tích. 21/1/2005: Trên đoạn sông Đồng Nai thuộc phƣờng Mỹ Hạnh, Quận 2, thành phố Hồ Chí Minh, tàu chở dầu KASOO MONROVIA số hiệu IMO-7913816 chở khoảng 30.000 tấn dầu cập cảng Saigon Petrol va vào trụ cảng khiến thân tầu thủng lớn, hàng ngàn tấn dầu DO chảy ra sông Đồng Nai, loang rộng khắp nơi, kéo dài khoảng 1 km từ cảng Saigon Petrol đến bến phà Cát Lái. 12/05/2005:Tại vùng biển Vũng Tàu, tàu Trinity (quốc tịch Liberia), tải trọng 35.000 tấn, trên đƣờng vận chuyển dầu cung cấp cho tàu chứa dầu Lompoeste tại mỏ Bạch Hổ, khi vòng qua khu vực mỏ Đại Hùng đã đâm thẳng vào tàu Mimosa của Công ty Dịch vụ kỹ thuật dầu khí (PTSC, thuộc Petro Việt Nam). 14/12/2006: Tàu chở hàng mang số TG 0107 do Cty TNHH Thành Thành Công ở TPHCM thuê chở rỉ mật từ Cần Thơ về giao cho Cty bột ngọt Ajinomoto ở thành phố Biên Hòa (Đồng Nai), đã va chạm mạnh vào cầu cảng khi cập bến trên sông Đồng Nai làm tàu bị chìm, toàn bộ 125 tấn rỉ mật trên tàu đã tràn xuống sông. 33 24/8/2006, tàu La Palmas có trọng tải 31.000 tấn, chuyên chở 23.000 tấn dầu DO trong lúc cập cảng Sài Gòn đã va vào cầu cảng và làm tràn hơn 1500 tấn dầu ra môi trƣờng. Ngoài ra, còn có 150 tấn xăng tràn ra từ hệ thống ống dẫn của cầu cảng. Dù đã ứng phó sự cố kịp thời, nhƣng chỉ sau 9 giờ, váng dầu đã lan rộng cách khu vực xảy ra sự cố 40- 50 km theo phía hạ lƣu sông Sài Gòn. Tiếp đó, do thủy triều lên, váng dầu bị đẩy ngƣợc lên thƣợng lƣu cách nơi xảy ra sự cố 4-5km. Sau 15 ngày, diện tích bị ảnh hƣởng bởi tràn dầu là 60.000ha bao trùm một khu vực lớn dọc theo sông Sài Gòn, trong đó diện tích bị ô nhiễm nặng nhất là 40.000ha. b. Các sự cố tràn dầu trên biển Ngày 26/12/1992, Mỏ Bạch Hổ, vỡ ống dẫn mềm từ tàu dầu đến phao nạp làm tràn 300-700 tấn dầu FO. Cuối tháng 2/2007, dầu vón cục xuất hiện trên bờ biển 3 xã thuộc huyện Lệ Thủy – Quảng Bình. Sau hơn 10 ngày, dầu đã loang ra trên 60 km bờ biển biển từ Ngƣ Thủy đến Thanh Trạch (huyện Bố Trạch) với mật độ ngày càng tăng. Một số bãi tắm đẹp nhƣ Hải Ninh (Quảng Ninh); Nhật Lệ, Bảo Ninh, Quang Phú (Đồng Hới); Đá Nhảy (Bố Trạch) đã bị dầu tấp vào. Ngày 19/04/2007, dầu loang xuất hiện ở vùng biển Nha Trang và Ninh Thuận. Tại Khánh Hòa, dầu loang vào tới bãi biển ngay trung tâm Thành phố du lịch Nha Trang. Ở Ninh Thuận dầu loang kéo dài hàng chục km bờ biển. Cuối tháng 10/2007, tàu vận tải biển New Oriental bị lâm nạn và chìm đắm ở vùng biển xã An Ninh Đông, huyện Tuy An, tỉnh Phú Yên. Vết dầu đã loang ra cách vị trí tàu bị chìm về hƣớng Tây Nam khoảng 500m với diện rộng, ƣớc tính khoảng 25 ha. Ngày 23/12/2007, trên vùng biển cách mũi Ba Làng An - xã B́ình Châu - huyện Bình Sơn - tỉnh Quảng Ngãi khoảng 3 hải lý, hai chiếc tàu chở hàng đã đâm nhau, làm hơn 170 m 3 dầu diezel tràn ra biển. Đây là vụ tai nạn giữa hai tàu chở hàng có trọng tại lớn lần đầu tiên trên vùng biển Quảng Ngãi. c. Các sự cố tràn dầu xảy ra trên đất liền 34 Sự cố tràn dầu trên đất liền nghiêm trọng nhất xảy ra năm 2008 dầu tại kho xăng dầu hàng không Liên Chiểu của Vinapco miền Trung trên địa bàn TP. Đà Nẵng. Nguyên nhân xảy ra sự cố là do mƣa lớn gây sạt lở đất, khiến một đoạn tƣờng bêtông dài chừng 30m thuộc hệ thống bờ kè bảo vệ kho xăng dầu này bị gãy sụp rồi trôi xuống đụng vào thành hai bồn chứa xăng dầu loại dung tích 3.200m 3/bồn (tƣơng đƣơng 3,2 triệu lít) gồm một bồn chứa xăng A92 và một bồn chứa dầu Jet (dùng cho động cơ máy bay) khiến hai bồn chứa này bị vỡ. Trong vụ này đã có gần 1.000m3 xăng, dầu tràn ra khỏi bồn chứa, ngấm xuống đất và chảy ra biển, gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng, nhất là khu vực từ biển Xuân Thiều đến đèo Hải Vân (nơi xảy ra SCTD). Chỉ tính riêng vụ tràn dầu ở kho xăng dầu hàng không Liên Chiểu đã gây tốn kém chi phí ứng cứu gần 800 triệu đồng và thiệt hại về ngƣ nghiệp 122 triệu đồng (theo thời giá năm 2008) chƣa kể việc bồi thƣờng phục hồi môi trƣờng bị suy thoái. Có thể nói, ô nhiễm dầu gây nên những tổn thất nghiêm trọng về kinh tế và ảnh hƣởng không nhỏ đến sức khỏe con ngƣời. Chính vì thế, việc phòng ngừa và khắc phục các sự cố về tràn dầu là vấn đề cấp thiết mà trƣớc hết là phải xây dựng và hoàn thiện pháp luật về vấn đề này nhằm tạo dựng cơ sở pháp lý cho hoạt động phòng chống và khắc phục ô nhiễm dầu ở nƣớc ta. 1.4. NGHIÊN CỨU TRÀN DẦU Với các ảnh hƣởng to lớn của tràn dầu thì việc nghiên cứu tính toán mô phỏng quá trình lan truyền dầu sau khi xảy ra các sự cố tràn dầu để đề ra các phƣơng án ứng cứu thích hợp là rất cần thiệt. Hiện nay ở Việt Nam đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu khác nhau về việc dự báo các nguy cơ tràn dầu, sử dụng các công cụ tính toán và phƣơng pháp tính toán khác nhau, ví dụ nhƣ: Nghiên cứu “ Mô phòng lan truyền dầu trong sự cố tràn dầu trên vịnh Bắc Bộ bằng mô hình số trị” của tác giá Nguyễn Quốc Trinh và các cộng sự năm 2013. Mô hình tràn dầu này dầu đƣợc phân thành hai lớp: lớp dầu trên và lớp dầu dƣới mặt, quá trình trao đổi dầu giữa lớp dƣới mặt và đáy biển đƣợc mô phỏng chi tiết. Mô 35 hình đã đƣợc áp dụng thử nghiệm để mô phỏng một số kịch bản lan truyền dầu trên vịnh Bắc Bộ [9]. “Mô phỏng một số kịch bản lan truyền dầu vùng biển Đông Nam Bộ” của tác giả Ts. Dƣ Văn Toán, Ths. Nguyễn Quốc Trinh. Mô hình này sử dụng phƣơng pháp mô phỏng lan truyền dầu trong môi trƣờng biển bằng hệ thống các hô hình số trị liên hoàn của khí tƣợng, hải dƣơng và lan tuyền dầu để nghiên cứu dự báo tràn dầu cho vùng biển Đông Nam Bộ [9]. Nghiên cứu “Kết hợp phần mềm Mike và mô hình kinh tế môi trƣờng đánh giá thiệt hại do dầu tràn trên vùng biển Việt Nam” của tác giả Nguyễn Thị Thái Hòa và Bùi Tá Long. Trong đó kết quả của mô hình Mike sẽ là yếu tố đầu vào cho mô hình kinh tế môi trƣờng để đánh giá thiệt hại do dầu trên biển [4]. Ngoài ra hiện nay việc ứng dụng các mô hình hóa, bằng cách sử dụng các phần mềm cũng góp phần dự báo lan truyền dầu đƣợc chính xác và nhanh chóng. Một trong những phần mềm hay đƣợc sử dụng hiện nay nhƣ Oilmap, Oilsas, Mike Mô hình Oilmap là mô hình phổ biến về nghiên cứu tràn dầu, do nó đƣợc thiết kế thân thiện với ngƣời sử dụng, có khả năng cung cấp các dự đoán nhanh chóng chuyển động của dầu bị tràn, ngoài ra nó còn có khả năng tƣơng thích với phần mềm ESRI GIS. Trong Oilmap sử dụng các mô hình nhƣ: mô hình theo vết (dùng để xác định diễn tiến dầu tràn và tìm nguồn gây ô nhiễm), mô hình thống kê (dùng cho đánh giá rủi ro và lập kế hoạch ứng phó tràn dầu), mô hình kịch bản (phân tích những nguy cơ gây ra tràn dầu), mô hình lan truyền dầu qua các lớp trên và dƣới bề mặt nƣớc. Mô hình Oilsas( Oil spill assistant software) là công cụ tích hợp để giúp xử lý sự cố tràn dầu và tìm nguồn gây ra ô nhiễm dầu trên biển Việt Nam. Mô hình Oilsas đƣợc xây dựng dựa trên các ứng dụng công nghệ GIS, mô phỏng môi trƣờng biển kết hợp với cơ sở dữ liệu địa lý, hành chính, pháp lý của Việt Nam. Oilsas đã tích hợp các mô hình nhƣ mô hình quản trị dữ liệu, mô hình lan truyền và phong hóa dầu tràn Lagrange, mô hình lan truyền và phong hóa dầu tràn Euler, mô hình dự 36 báo trƣờng vận tốc hải lƣu, hệ số khuếch tán rối và mực nƣớc Mecca, mô hình tính toán thiệt hại kinh tế, mô hình tìm nguồn gây ô nhiễm dầu. 1.5. MÔ HÌNH MIKE 21 Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ thông tin, các mô hình toán ứng dụng ngày càng đƣợc phát triển rộng rãi. Các mô hình toán với các ƣu điểm nhƣ cho kết quả tính toán nhanh, độ chính xác cao, giá thành rẻ, dễ dàng thay đổi các kịch bản .đã trở thành công cụ đắc lực trong nhiều lĩnh vực, trong đó có lĩnh vực quản lý tài nguyên nƣớc. Mỗi một mô hình đều có những điểm mạnh, yếu riêng, vì vậy việc lựa chọn mô hình là khâu rất quan trọng trong quá trình tính toán, công việc này đƣợc tiến hành dựa trên các mục tiêu của vấn đề và cơ sở dữ liệu thu thập đƣợc. Trong luận văn này, bộ mô hình Mike 21 đã đƣợc lựa chọn để tính toán bởi nó đáp ứng đƣợc những tiêu chí sau: - Là bộ phần mềm tích hợp đa tính năng - Là bộ phần mềm đã đƣợc kiểm nghiệm thực tế - Cho phép tính toán thủy lực và chất lƣợng nƣớc với độ chính xác cao - Giao diện thân thiện, dễ sử dụng - Có ứng dụng kỹ thuật GIS. Bộ mô hình Mike là một phần mềm kỹ thuật chuyên dụng do Viện thủy lực Đan Mạch (DHI) xây dựng và phát triển trong khoảng hơn 25 năm trở lại đây, mô hình có độ chính xác cao và có thể mô phỏng các thay đổi trong môi trƣờng nƣớc. Bộ mô hình Mike bao gồm rất nhiều các mô hình nhƣ [12]: - Mô hình về nguồn nƣớc (Water resources): Mike 11, Mike Flood, Mike SHE, Mike Hydro Basin, Mike 21 C. - Mô hình về vùng bờ và biển (Coast and sea): Mike 21, Mike 3, Litpack, Mike Flood, Mike animator Plus, ABM Lab, Eco Lab, Mike C-Map - Mô hình về thành phố (Cites): Mike Urban, West, Mike Flood, - Mô hình Groundwater and Porous media: Feflow 37 Trong đó, mô hình Mike 21- là mô hình 2D dùng để tính toán cho môi trƣờng nƣớc của các vùng cửa sông, vùng bờ và biển khơi, lại bao gồm nhiều mô đun có các khả năng và nhiệm vụ khác nhau nhƣ: - Mô đun thủy lực (HD – hydrodynamics): mô phỏng sự biến đổi của mực nƣớc và dòng chảy khi có sự tác động của các hàm cƣỡng bức. - Mô đun phân tán bình lƣu (AD – advection- dispersion): mô phỏng sự vận chuyển, phân tán và phân hủy của các vật chất hòa tan và huyền phù. - Mô đun vận chuyển cát (ST- sand transport) - Mô đun vận chuyển bùn (MT- mud transport): mô tả sự xói mòn, vận chuyển và lắng đọng của bùn hoặc hỗn hợp cát bùn - Mô đun theo dõi phần tử (PT- particle tracking): mô tả vận chuyển và số phận (fate) của các vật chất hòa tan và huyền phù, bao gôm trầm tích. - Mô đun sinh thái (Ecolab – ecological modeling)- mô đun chất lƣợng nƣớc - Mô đun PP (preprocessing and post processing) - Ngoài ra còn một số các mô đun khác nhƣ: ABM Lab (agent based modeling), SW (spectral waves), PMS (parabolic mild slope), EMS (elliptic mild slope waves), BW (boussinesq waves), WS WAT (wave analysis tool). Trong mô hình Mike 21 thì mô đun thủy lực (HD) là phần trung tâm của mô hình, tuy nhiên tùy theo mục đích mà chúng ta kết hợp sử dụng với các mô đun khác một cách hợp lý và khoa học. Với mục tiêu tính toán chất lƣợng nƣớc, số liệu phục vụ cho mô hình trong tính toán bao gồm các số liệu về thủy văn, thủy lực và chất lƣợng nƣớc. Tuy nhiên, trong hoàn cảnh cụ thể, đôi khi không có đủ số liệu thực đo về lƣu lƣợng để làm biên đầu vào cho mô hình thủy lực, do đó ta phải tìm cách xây dựng và khôi phục lại số liệu dòng chảy từ các số liệu đã có. 38 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu Tràn dầu khu vực dự án kho trung chuyển xăng dầu Tiên Lãng. 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu Phạm vi: huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh 2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu tài liệu Việc thu thập và nghiên cứu các nguồn tài liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu và đối tƣợng nghiên cứu bao gồm: tài liệu về khu vực nghiên cứu, đối tƣợng nghiên cứu: điều kiện tự nhiên, khí hậu, tài liệu về các phần mềm Mike 21. Việc thu thập và tổng hợp tài liệu giúp hiểu rõ về khu vực nghiên cứu, đối tƣợng nghiên cứu, phần mềm Mike 21 để đƣa ra phƣơng pháp nghiên cứu hợp lý và trình bày theo logic khoa học. 2.2.2. Phƣơng pháp mô hình hóa. 2.2.2.1. Cơ sở lý thuyết module thủy lực Mô đun mô hình thuỷ động lực (HD) là phần trung tâm của hệ thống mô hình MIKE 21 và hìn