125

Chương IV
KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH
CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG
I. MÔ PHỎNG ĐẶC ĐIỂM THUỶ ĐỘNG LỰC VÀ KHẢ NĂNG
TRAO ĐỔI NƯỚC Ở VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG
1. Đặc điểm chung trường dòng chảy
Để tiện theo dõi phần mô tả trong các nội dung dưới đây, chúng tôi xin nêu lại
một số thuật ngữ thường dùng:
-

Kỳ triều cường (spring tide): là khoảng thời gian kéo dài 11 - 13 ngày trong khu
vực nghiên cứu, trong đó thuỷ triều dao động với biên độ lớn.

-

Kỳ triều kém (neap tide): là khoảng thời gian kéo dài 3 - 4 ngày trong khu vực
nghiên cứu, trong đó thuỷ triều dao động với biên độ nhỏ.

-

Nước lớn (flood tide): là khoảng thời gian triều lên cao trong ngày, còn gọi là
nước lên.

-

Nước ròng (ebb tide): là khoảng thời gian triều xuống thấp trong ngày, cịn gọi
là nước xuống.

Việc tính tốn, mơ phỏng trường dịng chảy khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long

bằng mơ hình Delft3D được tiến hành với các kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô,
kỳ triều cường và kỳ triều kém nước lớn và nước ròng, tầng mặt và tầng đáy. Một số
trong số những kết quả mô phỏng được minh hoạ trong các hình từ 4.1 đến hình 4.8.
Chế độ dịng chảy của khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long liên quan chặt chẽ
đến dao động của thuỷ triều và dịng chảy tổng hợp thể hiện tính chất của dịng triều.
Trường dịng chảy trong khu vực có vận tốc nhỏ khi mực nước đạt các cực trị và vận tốc
lớn hơn trong các pha triều lên hoặc xuống. Trong pha triều xuống, vận tốc dòng chảy
cực đại thường lớn hơn trong pha triều lên do sự kết hợp của dòng triều và dịng chảy từ
sơng đưa ra. Trường dịng chảy khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long có các hướng
chủ đạo liên quan đến pha triều là hướng Bắc - Đông Bắc và Tây Bắc (triều lên) và
hướng Nam - Tây Nam và Đơng Nam (triều xuống). Tính chất dịng chảy tổng hợp giữa
mùa mưa và mùa khơ khơng có sự khác biệt nhiều do dịng triều quyết định tính chất
của dịng chảy tổng hợp.
Do địa hình phức tạp và bị chia cắt với rất nhiều các đảo nhỏ khác nhau nên
trường dòng chảy trong khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khá phân tán về hướng


126

Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú

và giá trị vận tốc, thể hiện rất rõ tính chất địa phương. Vận tốc dòng chảy thường đạt giá
trị khá cao (lớn hơn 80cm/s) ở những cửa lạch hẹp giữa các đảo và nhỏ hơn ở những nơi
cịn lại.
Địa hình đáy của khu vực Tuần Châu - Lạch Huyện tương đối nông (xem hình
1.6) nên sự trao đổi nước giữa Vịnh Hạ Long với khu vực Tây Nam đảo Cát Bà khá
yếu, khơng diễn ra mạnh mẽ như ở khu vực phía Đơng đảo Cát Bà và phía Vịnh Bái Tử
Long. Điều này thể hiện qua giá trị vận tốc dòng chảy trong các pha triều ở phía Đơng
đảo Cát Bà thường lớn hơn phía Tây Bắc đảo này 40 - 60cm/s.
Trong pha triều lên (hình 4.1, 4.2, 4.5 và 4.6), dịng nước từ đi vào Vịnh Hạ Long –

Bái Tử Long chủ yếu là từ phía Đơng đảo Cát Bà lên, sau đó chia làm hai nhánh: một nhánh
đi sâu vào Vịnh Hạ Long, Vịnh Cửa Lục, xuống tận phía Nam đảo Tuần Châu; một nhánh
khác đi lên phía Đơng Bắc sang Vịnh Bái Tử Long. Dòng nước từ khu vực cửa Lạch Huyện
đi vào Vịnh Hạ Long qua khu vực đảo Tuần Châu khá nhỏ, thể hiện qua các giá trị vận tốc
dịng chảy ở đây hầu như khơng lớn. Giá trị vận tốc dòng chảy trong khu vực ở pha triều
này thường biến đổi từ 50-100cm/s; Tại một số lạch hẹp giữa các đảo như Lạch Miêu, Cửa
Vạn, Lạch Giới v.v. và khu vực giữa của Vịnh Hạ Long, Vịnh Bái Tử Long, vận tốc dòng
chảy lớn nhất trong pha triều lên có thể đạt giá trị lớn hơn 100cm/s.
Trong pha triều xuống (hình 4.3, 4.4, 4.7 và 4.8), dịng nước từ phía Nam đảo
Tuần Châu và Vịnh Hạ Long chảy theo hướng Đơng - Đơng Nam. Dịng nước từ phía
Cửa Ơng và Vịnh Bái Tử Long chảy theo hướng Tây-Tây Nam sau đó kết hợp với nhau
đi xuống phía Nam qua phía Đơng đảo Cát Bà. Dịng chảy từ Vịnh Hạ Long đi qua cửa
Lạch Huyện xuống khu vực phía Tây đảo Cát Bà có giá trị khơng lớn như dịng chảy ở
phía Đơng đảo này. Cũng giống như trong pha triều lên, hướng dòng chảy pha triều
xuống trong vịnh cũng khá phân tán và giá trị vận tốc dòng chảy trong pha triều này
thường cao hơn đối với vùng nước giữa Vịnh Hạ Long và biển động chủ yếu diễn ra ở
các lớp nước tầng trên (tầng giữa và mặt).
Do lưu lượng dịng từ các sơng đổ vào khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long
không lớn, kể cả vào mùa mưa, nên sự phân tầng về hướng giữa dịng chảy các tầng
cũng khơng thể hiện một cách rõ rệt. Trong khi đó, giá trị vận tốc dòng chảy ở tầng đáy
khá nhỏ so với tầng mặt.
Hướng dòng chảy tầng mặt và tầng giữa ở Vịnh Hạ Long ít có sự biến động trong
các pha triều. Tuy nhiên, hướng dịng chảy ở các tầng phía dưới có sự chậm pha so với
tầng mặt khoảng 2-3 giờ. Vào mùa khô, xu hướng này cũng tương tự như mùa mưa
nhưng chênh lệch cả về pha và giá trị giữa các lớp nước ít hơn. Giá trị vận tốc dịng
chảy giữa các tầng có sự chênh lệch rõ rệt đặc biệt là trong những ngày có biên độ dao
động mực nước lớn. Vận tốc dòng chảy tầng đáy thường nhỏ hơn tầng mặt và giữa
khoảng 20-60cm/s. Sự chênh lệch này lớn hơn vào kỳ triều cường và nhỏ hơn trong
những ngày triều kém và xuất hiện chủ yếu trong thời kỳ vận tốc dịng chảy có giá trị
lớn. Giá trị vận tốc dòng chảy ở tầng đáy biến đổi theo pha triều rất ít, trong khi ở tầng

mặt và giữa, vận tốc dòng chảy chênh lệch giữa kỳ nước cường và nước kém có thể lên
tới 60-70cm/s.


Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG

127

Hình 4.1. Trường dịng chảy tầng mặt Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi triều lên, mùa mưa

Hình 4.2. Trường dịng chảy tầng đáy Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long
khi triều lên, mùa mưa


128

Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú

Hình 4.3. Trường dòng chảy tầng mặt Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi triều xuống,
mùa mưa

Hình 4.4. Trường dịng chảy tầng đáy Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi triều xuống,
mùa mưa


Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG

Hình 4.5. Trường dịng chảy tầng mặt Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long
khi triều lên, mùa khơ


Hình 4.6. Trường dịng chảy tầng đáy Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long
khi triều lên, mùa khô

129


130

Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú

Hình 4.7. Trường dòng chảy tầng mặt Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi triều xuống,
mùa khơ

Hình 4.8. Trường dịng chảy tầng đáy Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi triều xuống,
mùa khô


Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG

131

Ở khu vực Vịnh Bái Tử Long, sự chênh lệch về vận tốc dòng chảy giữa các tầng
cũng thể hiện các xu thế tương tự như ở khu vực Vịnh Hạ Long, nhưng ở mức độ nhỏ
hơn một chút. Tốc dòng chảy đáy thường nhỏ hơn khoảng 10 - 50cm/s so với tầng mặt.
Do đặc điểm địa hình và thể tích vực nước cơ bản khơng thay đổi đáng kể, trường
dòng chảy khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long trong các kịch bản dự báo của năm
2015 và 2020 cũng thể hiện các đặc điểm tương tự như các kết quả mô phỏng cho
trường dòng chảy hiện tại.

2. Khả năng trao đổi nước của khu vực

Khả năng trao đổi nước là một trong những đặc điểm thủy động lực quan trọng
ảnh hưởng lớn đến các q trình biến đổi chất gây ơ nhiễm trong thuỷ vực.
Ngoài vận tốc và hướng chảy, mức độ lệch pha của dịng chảy giữa các tầng khác
nhau cũng có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình trao đổi nước Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long.
Đặc điểm lệch pha theo tầng này được thể hiện qua mối quan hệ giữa hướng dòng chảy ở
các tầng với dao động mực nước. Quan hệ này rõ nhất ở tại một số thời điểm tại thời gian
đầu pha triều lên hoặc thời gian đầu pha triều xuống với hiện tượng ngược pha về hướng
chảy giữa dòng chảy tầng mặt và tầng đáy (tầng mặt và tầng đáy chảy ngược nhau).

Hình 4.9. Sơ đồ vị trí mặt cắt tính trao đổi nước tại Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long


132

Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú

Trong điều kiện địa hình khu vực được xem là khơng có biến động, hai yếu tố trực
tiếp liên quan đến khả năng trao đổi nước của vịnh là thể tích V của vực nước vịnh và
lưu lượng nước Q ra hoặc vào vịnh.
Đối với khu vực Vịnh Hạ Long, để tính tốn trao đổi nước, đã chia khu vực này
thành các miền nhỏ ứng với mỗi khu vực nhỏ khác nhau. Các miền nhỏ này bao gồm
Bãi Cháy, Cẩm Phả, khu vực giữa Vịnh Hạ Long, giữa Vịnh Bái Tử Long, cả Vịnh Hạ
Long, cả Vịnh Bái Tử Long và toàn bộ khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long (hình
4.9). Tỷ lệ nước trao đổi được tính bằng tỷ số giữa lượng nước trao đổi (vào hoặc ra trên
thể tích vực nước).
Các kết quả tính tốn (bảng 4.1) cho thấy tỷ lệ nước vào (hoặc ra) so với thể tích
thủy vực ở Vịnh Hạ Long trong một ngày đêm dao động trong khoảng từ 60 - 78%, khu
vực Vịnh Bái Tử Long tỷ lệ này khoảng 65-79%. Tỷ lệ nước vào (ra) so với thể tích tồn
bộ Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long dao động trong khoảng 63-78% trong một ngày đêm.
Khu vực ven bờ Cẩm Phả và giữa Vịnh Hạ Long có tỷ lệ trao đổi nước với xung quanh

lớn hơn các khu vực khác. Trong khi đó, tỷ lệ nước vào (ra) so với thể tích khối nước ở
Vịnh Cửa Lục với giá trị biến đổi từ 22 đến 56% trong một ngày đêm, khá thấp so với các
khu vực khác.
Bảng 4.1. Lượng nước và tỷ lệ nước trao đổi qua một ngày đêm
tại Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long

Khu vực

Diện
tích
(tr. m2)

Thể
tích **
(tr. m3)

Lượng nước trao đổi
(triệu m3)
Mùa mưa

Mùa khô

Tỷ lệ nước trao đổi
Mùa mưa
ra

Mùa khô

vào


ra

vào

ra

vào

vào

ra

90,0

90,3

114,2

109,2

0,698

0,701 0,886 0,848

Bãi Cháy

22,4

128,9


Cẩm Phả

117,0

1003,3

1304,0 1360,5 1591,8 1643,1

1,3

1,356 1,586 1,638

Giữa Vịnh Bái
Tử Long

183,1

2207,1

2670,9 2688,3 3256,9 3263,1

1,21

1,28

275,8

2652,0

1850,4 1877,3 2286,0 2300,7


0,698

0,708 0,862 0,868

Vịnh Hạ Long

361,6

2927,2

1760,6 1882,2 2219,8 2289,2

0,601

0,643 0,758 0,782

Vịnh Bái Tử
Long

359,6

3755,1

2442,7 2434,2 2963,3 2933,7

0,65

0,648 0,789 0,781


Vịnh Cửa Lục

22,9

125,1

0,222

0,563

0,36 0,559

Vịnh Hạ LongBái Tử Long *

721,1

6682,3

0,63

0,65

0,78

Giữa Vịnh Hạ
Long

27,7

70,4


45,0

70,0

4203,3 4316,4 5183,1 5222,8

1,476 1,479

0,78

Ghi chú: * giới hạn bởi bờ và các mặt cắt HL1, HL5, HL6, BTL1, BTL1, BTL2, BTL3, 4SL4; (**) tính
trung bình khi dao động mực nước biến đổi từ 0-4m


Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG

133

Nhìn trên tổng thể tồn khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long, trao đổi nước
mùa khô tốt hơn và cân bằng vào ra với tỷ lệ đều 78%, trao đổi nước mùa mưa kém hơn
hẳn với tỷ lệ vào 63% và ra 65% với sự đóng góp của khối nước sơng.
Tuy nhiên, nhìn vào từng tiểu khu vực thì thấy bức tranh trao đổi nước không đồng
nhất và thay đổi phức tạp giữa các tiểu khu vực và theo mùa. Nói chung, ở tất cả các tiểu
khu vực trao đổi nước mùa mưa đều kém hơn mùa khô và cân bằng ra lớn hơn cân bằng
vào, trừ Vịnh Bái Tử Long ít chịu ảnh hưởng của sông, cân bằng này là tương đương.
Về mùa khơ có hiện tượng dồn nước cục bộ ở Vịnh Hạ Long, đặc biệt là tại Bãi
Cháy do hiện tượng khối nước chảy ra nhỏ hơn chảy vào. Điều này thể hiện trao đổi
nước Vịnh Hạ Long yếu hơn Bái Tử Long kể cả về xu hướng và tỷ số trao đổi.


II. MƠ PHỎNG CÁC Q TRÌNH CHUYỂN HỐ, LAN TRUYỀN VÀ
BIẾN ĐỔI CHẤT Ô NHIỄM Ở VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG

1. Các chất gây ô nhiễm hữu cơ
1.1. Nhu cầu ơ-xy hóa học (COD)

Hình 4.10. Vị trí các điểm giám sát tại Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long

Nhu cầu ơ-xy hóa học là lượng ơ-xy cần thiết để ơ-xy hóa hết lượng chất hữu cơ
trong một đơn vị thể tích nước nghiên cứu. Để thực hiện q trình ơ-xy hóa này trong
phịng thí nghiệm thường sử dụng chất ơ-xy hóa mạnh trong mơi trường a-xít. Thơng


134

Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú

thường hai phương pháp được sử dụng là phương pháp Crom (Cr-method) và phương
pháp Mangan (Mn-Method), (Delft3D-Waq processes technical reference manual,
2003). Trong nghiên cứu này, các kết quả phân tích COD được thực hiện bằng phương
pháp Mn, do đó số liệu đầu vào của mơ hình là giá trị COD-Mn và kết quả mơ phỏng
của mơ hình sẽ thể hiện giá trị tổng COD được tính tốn thơng qua giá trị nồng độ
COD-Mn. Để kiểm sốt kết quả mơ hình tính, các điểm giám sát được thiết lập cho khu
vực nghiên cứu (hình 4.10).
Mơ hình mơ phỏng các q trình lan truyền và biến đổi nhu cầu ơ-xy hóa học
(COD) khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long bằng mơ hình Delft3D được xây dựng
cho các kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều cường và kỳ triều kém, pha
nước lớn và pha nước ròng. Một số trong những kết quả của mơ hình được trình bày
trên các hình A1 – A4 (Phụ lục A).


a. Mùa mưa
Phân bố không gian
Phân bố không gian của COD ở khu vực nghiên cứu được xem xét bao gồm phân
bố không gian vào thời gian nước lớn và nước ròng trong từng kỳ triều (triều cường
hoặc triều kém) của một chu kỳ triều. Hình A1 và A2 (phụ lục A) thể hiện bức tranh
phân bố của giá trị COD tại khu vực nghiên cứu vào thời gian triều lên (nước lớn) và
triều xuống (nước ròng) trong kỳ triều cường.
Trong cả kỳ triều cường và triều kém, COD có giá trị khá cao ở dọc ven bờ Hạ
Long và Bái Tử Long và giá trị COD ở Hạ Long cao hơn so với ở Bái Tử Long. Đây
cũng là điều hợp lý khi khu vực ven bờ Hạ Long tập trung nhiều khu dân cư và các hoạt
động dịch vụ, du lịch hơn so với Bái Tử Long. Cũng có thể thấy rằng vào thời gian nước
lớn và nước ròng giá trị COD ở vùng nước giữa Vịnh Hạ Long và giữa Bái Tử Long
luôn luôn nhỏ hơn vùng nước sát bờ và thấp hơn khu vực biển thống ngồi hệ thống
đảo. Việc COD có giá trị cao ở các biên lỏng phía biển là khá khác thường, mặc dù điều
này trùng hợp với kết quả đo đạc, nghiên cứu của Nhóm chuyên gia JICA, Nhật Bản
thực hiện năm 1998. Do đó cần phải có những đo đạc kiểm tra để tìm hiểu nguồn gốc
của hiện tượng này trong những nghiên cứu tiếp theo. Do giá trị COD trong nước biển ở
biên lỏng phía biển cao hơn giá trị COD trong nước vịnh ở khu giữa Vịnh Hạ Long và
giữa Bái Tử Long, nên khi thủy triều đạt cực đại, lưỡi nước biển có giá trị COD cao
xâm nhập khá sâu vào trong các vịnh.
Ở Vịnh Hạ Long, vào kỳ triều cường các vùng nước có giá trị COD cao bao gồm
khu ven bờ Tuần Châu, Bãi Cháy, ven bờ Hịn Gai, phía trong Cửa Lục và dọc theo
luồng tàu vào cảng Cái Lân. Giá trị COD cao ở khu vực ven bờ phía Đơng Tuần Châu,
khu vực Bãi Cháy và Hịn Gai có thể được giải thích do lượng chất hữu cơ được phát
thải vào khu vực ven bờ từ các khu dân cư và hoạt động du lịch, dịch vụ. Đặc biệt vào
mùa mưa (mùa hè) là mùa du lịch thu hút rất nhiều khách du lịch trong nước và nước
ngoài đến ở khu vực này. Tuy nhiên, cũng có thể thấy rằng tồn bộ vùng nước phía Tây
và Tây Nam đảo Tuần Châu ln có giá trị COD cao hơn hẳn phần còn lại của Vịnh Hạ



Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG

135

Long. Do số liệu khảo sát làm đầu vào mơ hình cịn hạn chế nên chưa thể giải thích
được lý do của hiện tượng này và đây cũng là nhiệm vụ cần nghiên cứu tiếp để tìm hiểu
và xác định nguồn chất hữu cơ đưa vào khu vực. Riêng giá trị COD trong nước cao dọc
theo luồng tàu vào cảng Cái Lân có thể lý giải do lượng chất hữu cơ từ các sông và các
khu dân cư bên trong Cửa Lục đổ ra và giá trị COD cao từ phía ngồi biển được dịng
chảy triều lên vận chuyển vào.
Các hình A1 và A2 (phụ lục A) cũng cho thấy, về mặt không gian, COD trong
nước Vịnh Bái Tử Long ln có giá trị thấp hơn Vịnh Hạ Long. Điều này có thể giải
thích do khu vực này tương đối kín, sự trao đổi với các khối nước xung quanh không
nhiều. Khu vực Vịnh Bái Tử Long cũng là khu vực có bề mặt nước khá thống, do đó sẽ
nhận được nhiều ánh sáng và các điều kiện thuận lợi khác cho sự phát triển của TVN,
qua đó làm giảm lượng chất hữu cơ của thủy vực. Tuy nhiên cũng có thể thấy một
nguyên nhân khác là số liệu về các nguồn thải chất hữu cơ ở khu vực ven bờ Vịnh Bái
Tử Long khá hạn chế so với khu vực vịnh Hạ Long nên có thể đã không thể hiện được
hết các nguồn cung cấp chất hữu cơ từ lục địa cho Vịnh Bái Tử Long.
So sánh giữa các kỳ triều và giữa các pha nước lớn với pha nước ròng, thấy rằng,
theo phân bố khơng gian, ở phía trong hệ thống đảo giá trị COD giữa pha nước lớn và
pha nước rịng có sự biến động nhỏ hơn so với khu vực phía ngồi hệ thống đảo. Vào kỳ
triều kém sự biến động giá trị COD nhỏ hơn so với kỳ triều cường.
Biến động theo kỳ triều
Biến động theo thời gian kỳ triều của COD được xem xét thông qua một số điểm
giám sát ở khu vực nghiên cứu, gồm 1 điểm ở giữa Vịnh Hạ Long, một điểm ở giữa
Vịnh Bái Tử Long, một điểm phía Vân Đồn và hai điểm ở khu vực biển thống phía
ngồi hệ thống đảo, một gần phía Cát Bà và một gần Quan Lạn (hình 4.10).
Hình 4.11 thể hiện sự biến đổi của COD theo thời gian tại vị trí giám sát ở giữa
Vịnh Hạ Long vào mùa mưa. Có thể thấy rằng sự biến đổi của COD ngược với pha thủy

triều, có giá trị cao khi nước ròng và giá trị nhỏ khi nước lớn. So sánh giữa kỳ triều
cường và kỳ triều kém thấy rằng COD có giá trị cao hơn vào kỳ triều cường. Biên độ
dao động của trị số COD khá lớn (chênh lệch giữa nước lớn và nước rịng có thể đến
1mg O2/l), biến thiên trong khoảng từ 5,3-6,3mg O2/l.
Hình 4.12 thể hiện sự thay đổi giá trị COD theo thời gian tại vị trí giám sát ở giữa
Vịnh Bái Tử Long vào mùa mưa. Có thể thấy rằng, mặc dù có sự dao động phức tạp hơn
nhưng cũng giống như ở Vịnh Hạ Long, vào kỳ triều cường COD ở Vịnh Bái Tử Long
có giá trị cao hơn so với triều kém. Khi so sánh giữa pha nước lớn và pha nước ròng,
cũng thấy rằng trong thời gian nước ròng COD có giá trị cao hơn, điều này có thể giải
thích do vào thời gian nước ròng lượng chất hữu cơ từ bờ được đưa ra xa bờ bởi thủy
triều. Biên độ dao động của COD giữa nước lớn và nước ròng tại Vịnh Bái Tử Long
cũng nhỏ hơn (chỉ bằng khoảng 25%) so với khu vực Vịnh Hạ Long. Biên độ dao động
COD ở khu vực này trong một chu kỳ triều nằm trong khoảng từ 4,25-4,65mg O2/l. Tại
điểm giám sát Vân Đồn, giá trị COD theo thời gian biến đổi khá phức tạp, dao động
trong khoảng nhỏ 4,15 - 4,40mg O2/l, khơng có sự phân biệt rõ ràng giữa kỳ triều cường


136

Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú

và kỳ triều kém. Trong ngày, giá trị COD dao động theo thủy triều nên có một lần đạt
giá trị cao nhất (nước ròng) và một lần xuống giá trị thấp nhất (nước lớn).
Mực nước

(m)

COD_HL

COD (mgO2 /l)


1.00

5.00

18/10/2008

5.20
17/10/2008

1.50
16/10/2008

5.40

15/10/2008

2.00

14/10/2008

5.60

13/10/2008

2.50

12/10/2008

5.80


11/10/2008

3.00

10/10/2008

6.00

09/10/2008

3.50

08/10/2008

6.20

07/10/2008

4.00

06/10/2008

6.40

05/10/2008

4.50

Hình 4.11. Biến động giá trị COD theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa mưa

Mực nước

(m)

COD_BTL

COD (mgO2 /l)

4.50

4.70
4.65

4.00

4.60
3.50

4.55
4.50

3.00

4.45
2.50

4.40
4.35

2.00


4.30
1.50
18/10/2008

17/10/2008

16/10/2008

15/10/2008

14/10/2008

13/10/2008

12/10/2008

11/10/2008

10/10/2008

09/10/2008

08/10/2008

07/10/2008

06/10/2008

05/10/2008


1.00

4.25
4.20

Hình 4.12. Biến động giá trị COD theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa mưa


Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG

137

Như vậy, có thể thấy rằng tại 3 điểm giám sát nằm trong vịnh (hình 4.11),
COD biến đổi theo dao động của pha thủy triều, có giá trị cao khi nước rịng và có
giá trị thấp khi nước lớn. Giữa các điểm giám sát, Hạ Long là điểm có giá trị COD
lớn hơn hẳn, Bái Tử Long và Vân Đồn có giá trị gần tương đương.
Tại các vị trí sát gần bờ, gần các nguồn thải, mối quan hệ giữa biến đổi COD
và pha triều vừa nêu khơng hồn tồn đúng như vậy do tại những nơi này giá trị
COD phụ thuộc nhiều vào thời điểm và khối lượng phát thải các chất hữu cơ từ các
khu dân cư, các khu du lịch và dịch vụ. Tại hai vị trí giám sát ở vùng biển mở
(Opensea và Quanlan – hình 4.1) ở rìa ngồi hệ thống đảo, có thể thấy rằng giá trị
COD có sự dao động khá giống nhau, cao trong kỳ triều cường và thấp trong kỳ
triều kém. Ở đây có thể nhận thấy một điều khá thú vị về sự biến đổi COD trong
ngày khi giá trị COD cao trùng với thời gian nước lớn và thấp vào thời gian nước
ròng, ngược lại hoàn toàn so với các điểm nằm bên trong hệ thống đảo. Điều này
đồng nghĩa với việc những khu vực này được cung cấp bởi nguồn vật chất hữu cơ
từ bên ngồi thơng qua biên phía biển. Tuy nhiên để có thể khẳng định chắc chắn
về điều này cần phải có những điều tra, khảo sát thực địa cụ thể hơn nữa về dịng
chảy và phân tích mẫu hữu cơ ở các khu vực biển mở xung quanh để tìm hiểu

nguồn gốc của lượng chất hữu cơ này. Hiện nay các lồng bè nuôi hải sản ở các khu
vực này đang phát triển, vì vậy, một trong những nguồn có thể làm tăng lượng chất
hữu cơ trong nước ở các khu vực biển mở này là từ lượng thức ăn sử dụng cho nuôi
trồng của các lồng và bè nuôi hải sản.

b. Mùa khơ
Phân bố khơng gian
Trên các hình A3, A4 (phụ lục A) có thể thấy những khu vực có giá trị COD
cao bao gồm dọc ven bờ Hạ Long và Bái Tử Long. Giống như mùa mưa, vào mùa
khô các khu ven bờ Bãi Cháy, ven bờ đảo Tuần Châu và phía biên lỏng giáp với
khu Cát Hải (Hải Phịng) vẫn là những nơi có giá trị COD cao hơn so với những
khu còn lại. Đặc biệt khi nước ròng, giá trị COD trong nước biển Vịnh Hạ Long
khá cao, nằm trong khoảng 4-7mgO2/l. Trong khi đó, giá trị COD ở Vịnh Bái Tử
Long nhỏ hơn, nằm trong khoảng từ 2-4mgO2/l. Điều này cũng khá phù hợp với
thực tế, khi khu vực Vịnh Hạ Long đang là điểm đến của một lượng rất lớn khách
du lịch. Mặc dù số lượng khách du lịch trong nước không nhiều bằng mùa hè (mùa
mưa), nhưng vào mùa Đông (mùa khô), lượng khách du lịch quốc tế lại tăng lên và
tập trung nhiều ở khu Bãi Cháy. Trong mùa khô, giá trị COD ở biên mở phía biển,
vùng nước giáp Cát Bà, vẫn khá cao (khoảng trên 4mgO2/l). Điều này có thể liên
quan tới nguồn cung cấp chất hữu cơ từ bên ngồi vào khu vực nghiên cứu có
nguồn gốc từ Cát Bà. Nguồn chất hữu cơ này phát sinh có thể từ hai nguồn chính là
từ chất thải hữu cơ phát sinh từ các hoạt động dịch vụ, du lịch và từ nguồn thức ăn
của các khu nuôi trồng lồng bè tại đây.


138

Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú

So sánh giữa thời gian nước lớn và nước ròng của từng kỳ triều, thấy rằng vào kỳ

triều cường giá trị COD có sự biến động khá mạnh mẽ (đặc biệt khu vịnh Hạ Long) giữa
pha nước lớn và pha nước ròng. Trong khi đó vào kỳ triều kém sự biến động này tương
đối nhỏ.
Mực nước

(m)

COD_HL

COD (mgO2 /l)

6.00

5.00
4.50

5.50

4.00
3.50

5.00

3.00
2.50

4.50

2.00
4.00


1.50
1.00

3.50

14/01/2009

13/01/2009

12/01/2009

11/01/2009

10/01/2009

09/01/2009

08/01/2009

07/01/2009

06/01/2009

05/01/2009

04/01/2009

03/01/2009


02/01/2009

0.00

01/01/2009

0.50
3.00

Hình 4.13. Biến động giá trị COD theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa khô

Biến động theo kỳ triều
Xem xét biến động theo thời gian trong một chu kỳ triều mùa khô tại các điểm
giám sát (hình 4.13, 4.14), thấy rằng giá trị COD có sự biến động theo dao động thủy
triều, cao vào kỳ triều cường và thấp vào kỳ triều kém. Tại các vị trí bên trong hệ thống
đảo, sự biến động trong ngày cho thấy COD có giá trị thấp vào nước lớn và cao vào
nước rịng. Trong khi đó, ở khu vực biển mở bên ngoài hệ thống đảo, sự dao động giá trị
COD thể hiện sự tương đồng với độ cao dao động mực nước, thấp khi nước ròng và cao
khi nước lớn, tương tự như dao động COD trong mùa mưa.


139

Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG

Mực nước

(m)

COD_BTL


COD (mgO2 /l)

1.50

3.15

1.00

3.10

0.50

3.05

0.00

3.00

14/01/2009

3.20

13/01/2009

2.00

12/01/2009

3.25


11/01/2009

2.50

10/01/2009

3.30

09/01/2009

3.00

08/01/2009

3.35

07/01/2009

3.50

06/01/2009

3.40

05/01/2009

4.00

04/01/2009


3.45

03/01/2009

4.50

02/01/2009

3.50

01/01/2009

5.00

Hình 4.14. Biến động giá trị COD theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa khơ

1.2. Nhu cầu ơ-xy sinh hóa (BOD5)
Nhu cầu ơ-xy sinh hóa là nhu cầu ơ-xy cần thiết được các vi sinh vật sử dụng để
ơ-xy hóa hết lượng chất hữu cơ gốc các-bon và ni-tơ trong một đơn vị khối lượng nước
nghiên cứu. Thông thường khi phân tích mẫu (đặc biệt là các mẫu nguồn thải) trong
phịng thí nghiệm các mẫu sẽ được pha lỗng và sục khí ơ-xy để đảm bảo lượng chất dinh
dưỡng hữu cơ và lượng ơ-xy hịa tan trong nước. Giá trị BOD5 (nồng độ ơ-xy hịa tan
được sử dụng sau 5 ngày) phần lớn chất hữu cơ đã bị các vi sinh vật phân hủy.
Mơ hình mơ phỏng các q trình lan truyền và biến đổi nhu cầu ơ-xy sinh hóa
(BOD5) khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long bằng mô hình Delft3D được xây dựng
cho các kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều cường và kỳ triều kém, pha
nước lớn và pha nước ròng. Một số trong những kết quả của mơ hình được trình bày
trên các hình A5 – A8 (Phụ lục A).


a. Mùa mưa
Phân bố khơng gian
Hình A5 và A6 (phụ lục A) thể hiện sự phân bố của BOD5 ở khu vực nghiên cứu
vào thời gian nước lớn và nước ròng trong kỳ triều cường mùa mưa. Kết quả thể hiện
trên các hình này cho thấy rằng tương tự như COD, giá trị BOD5 ở khu vực nghiên cứu
cao ở khu vực ven bờ và khu vực biển thống ngồi hệ thống đảo. Tuy nhiên cần lưu ý
giá trị BOD5 ở khu vực biển mở có giá trị cao là do số liệu đầu vào cao (số liệu khảo sát


140

Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú

và phân tích thực địa). Khi so sánh giá trị BOD5 ở Vịnh Bái Tử Long, đặc biệt khu Cửa
Ông, thấy rằng giá trị BOD5 tính theo mơ hình thấp hơn một chút so với kết quả khảo
sát thực địa và kết quả mơ phỏng bằng mơ hình của nhóm nghiên cứu JICA (1998).
Điều này có thể lý giải hoặc là do chất lượng nước ở khu vực đã được quản lý tốt hơn
(lượng chất hữu cơ phát thải vào khu vực đã giảm đi) hoặc cũng có thể do một số nguồn
thải ở khu vực đã không được kiểm kê, đo đạc thật đầy đủ nên khơng phản ánh chính
xác hồn tồn lượng chất hữu cơ phát thải vào khu vực tính toán. So với thực tế hiện
nay ở khu vực giả thiết thứ hai có vẻ phù hợp hơn.
Khu vực biển thống phía ngồi hệ thống đảo BOD5 có giá trị nằm trong khoảng
từ 0,8-1,3mgO2/l. Giá trị này khá gần với kết quả khảo sát và kết quả mơ phỏng của
Nhóm nghiên cứu JICA (1998). Điều này cho thấy nồng độ chất hữu cơ (thể hiện thơng
qua giá trị BOD5) có nguồn gốc từ bên ngoài đưa vào Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long
tương đối lớn. Tuy nhiên, như đã nói trong phần phân tích nhận xét thơng số COD, đây
là điều cần phải được kiểm chứng kỹ hơn bằng các nghiên cứu chuyên sâu về đối tượng
này để xác định chính xác nguồn gốc của các chất hữu cơ được đưa vào khu vực nghiên
cứu từ khu vực xung quanh.


Biến động theo kỳ triều
Mực nước

(m)

BOD_HL

BOD (mgO2 /l)

4.50

0.85
0.80

4.00

0.75
3.50

0.70

3.00

0.65

2.50

0.60
0.55


2.00

0.50
1.50
18/10/2008

17/10/2008

16/10/2008

15/10/2008

14/10/2008

13/10/2008

12/10/2008

11/10/2008

10/10/2008

09/10/2008

08/10/2008

07/10/2008

06/10/2008


05/10/2008

1.00

0.45

Hình 4.15. Biến động giá trị BOD5 theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa mưa

0.40


141

Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG

Mực nước

(m)

BOD_BTL

BOD (mgO2 /l)

4.50
0.64
4.00
0.62
3.50

0.60


3.00

0.58

2.50

0.56

18/10/2008

17/10/2008

16/10/2008

15/10/2008

14/10/2008

13/10/2008

12/10/2008

11/10/2008

10/10/2008

0.50

09/10/2008


1.00

08/10/2008

0.52
07/10/2008

1.50
06/10/2008

0.54

05/10/2008

2.00

Hình 4.16. Biến động giá trị BOD5 theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa mưa

Mực nước

(m)

BOD_HL

BOD (mgO2 /l)

5.00

1.30


4.50

1.20

4.00

1.10

3.50

1.00

3.00

0.90

2.50
0.80

2.00

0.70

1.50

14/01/2009

13/01/2009


12/01/2009

11/01/2009

10/01/2009

09/01/2009

08/01/2009

07/01/2009

06/01/2009

0.40

05/01/2009

0.00

04/01/2009

0.50
03/01/2009

0.50
02/01/2009

0.60


01/01/2009

1.00

Hình 4.17. Biến động giá trị BOD5 theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa khô


142

Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú

Mực nước

(m)

BOD_BTL

BOD (mgO2 /l)

5.00

0.60

4.50
0.55

4.00
3.50

0.50


3.00
2.50

0.45

2.00
0.40

1.50
1.00

0.35

14/01/2009

13/01/2009

12/01/2009

11/01/2009

10/01/2009

09/01/2009

08/01/2009

07/01/2009


06/01/2009

05/01/2009

04/01/2009

03/01/2009

02/01/2009

0.00

01/01/2009

0.50
0.30

Hình 4.18. Biến động giá trị BOD5 theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa khô

Biến động theo thời gian của BOD5 khu vực nghiên cứu (hình 4.15, 4.16) được
xem xét tại các vị trí và thời gian giống như với thơng số COD. Có thể thấy rằng ở khu
vực phía trong hệ thống đảo, xu thế biến đổi của BOD5 tương tự như COD, giá trị cao
vào nước rịng và thấp vào nước lớn. Ngồi vị trí ở Bái Tử Long, BOD5 vào kỳ triều
kém nhỏ hơn hẳn so với triều cường, còn tại Hạ Long và Vân Đồn sự chênh lệch này
không thể hiện rõ ràng. Khoảng dao động về BOD5 tại các vị trí nói trên trong một chu
kỳ triều lần lượt như sau: Hạ Long (0,50-0,80mgO2/l), Bái Tử Long (0,52-0,64mgO2/l),
Vân Đồn (0,60-0,85mgO2/l).
Tại hai vị trí ngoài biển mở (bên ngoài hệ thống đảo), sự biến đổi giá trị BOD5
cũng tương tự như với COD khi kỳ triều cường có giá trị cao và kỳ triều kém có giá trị
thấp. Về dao động ngày, BOD5 có giá trị cao vào thời gian nước lớn và thấp vào thời

gian nước ròng. Khoảng dao động của BOD5 tại hai điểm nói trên như sau: Biển mở
(OP) (0,45-1,10 mgO2/l), Quan Lạn (0,85-1,20mgO2/l). Như vậy có thể thấy rằng BOD5
ở khu vực biển mở bên ngồi hệ thống đảo khơng những có giá trị cao hơn khu vực bên
trong hệ thống đảo mà cịn có sự dao động mạnh hơn, kể cả dao động ngày và dao động
theo chu kỳ triều.

b. Mùa khô
Phân bố không gian
Về phân bố không gian có thể thấy rằng giá trị phổ biến của BOD5 vào mùa này ở
khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 0,2-0,8mgO2/l, trừ khu vực ven bờ Hòn Gai, Bãi


Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG

143

Cháy, Tuần Châu và một số khu ven bờ vịnh Bái Tử Long như khu ven bờ Cẩm Phả và
Cửa Ơng có giá trị BOD5 có thể đến 1,4-1,6mgO2/l.
Vào kỳ triều cường, BOD5 trong nước Vịnh Hạ Long có sự biến động khá lớn.
Vào thời gian nước lớn, do tác động của khối nước phía biển có giá trị BOD5 thấp trong
khoảng 0,4-0,6mgO2/l, nên giá trị BOD5 của nước vịnh cũng khá nhỏ chỉ khoảng 0,40,8mgO2/l, trong khi khu ven bờ có giá trị cao hơn 0,8-1,5mgO2/l. Vào thời gian nước
rịng, khối nước có giá trị BOD5 cao từ khu vực ven bờ phát triển mạnh hơn về phía
biển làm cho phần lớn nước vịnh Hạ Long có giá trị BOD5 cao hơn, nằm trong khoảng
0,7-1,4mgO2/l. Giá trị BOD5 Vịnh Bái Tử Long về cơ bản khơng có sự biến động mạnh
(hình A7, A8, Phụ lục A).
Vào kỳ triều kém, giá trị BOD5 Vịnh Hạ Long cao hơn ở Vịnh Bái Tử Long và
tương đối ổn định cả khi nước lớn và nước ròng. Giá trị BOD5 phổ biến ở Vịnh Hạ Long
nằm trong khoảng 0,6-1,4mgO2/l và ở Vịnh Bái Tử Long nằm trong khoảng 0,20,6mgO2/l.

Biến động theo kỳ triều

Biến động theo thời gian kỳ triều của BOD5 tại các điểm giám sát (hình 4.17,
4.18) cho thấy, tại tất cả các điểm, giá trị BOD5 trong kỳ triều kém nhỏ hơn so với kỳ
triều cường. Trong kỳ triều cường, dao động của BOD5 mạnh hơn rõ rệt so với kỳ triều
kém. Tại các vị trí nằm trong hệ thống đảo ở Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long, giá
trị BOD5 dao động ngược với dao động mực nước, cao vào nước ròng và thấp vào nước
lớn. Tại các vị trí nằm ngồi hệ thống đảo giá trị BOD5 dao động cùng với pha thủy
triều, cao vào nước lớn và thấp vào nước ròng.

2. Các chất dinh dưỡng
2.1. A-mô-ni (NH4+)

A-mô-ni (NH4+) là một trong những yếu tố dinh dưỡng quan trọng khơng thế thiếu
trong q trình quang hợp của thực vật nổi. Mơ hình mơ phỏng các q trình lan truyền
và biến đổi A-mơ-ni (NH4+) khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long bằng mô hình
Delft3D được xây dựng cho các kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều
cường và kỳ triều kém, pha nước lớn và pha nước ròng. Một số trong những kết quả tính
tốn của mơ hình mơ phỏng sự phân bố theo không gian và thời gian của NH4+ khu vực
nghiên cứu được thể hiện trên các hình A9 đến A12 (Phụ lục A).

a. Mùa mưa
Trong kỳ triều cường có sự khác biệt rất rõ ràng về phân bố nồng độ NH4+ trong
nước biển ở khu vực nghiên cứu giữa lúc triều lên và triều xuống. Trong thời gian triều
xuống, lượng nước thải từ các nguồn thải ven bờ phát thải mạnh ra vùng ven bờ và phát
triển về phía biển (hình A9). Q trình này cùng với quá trình khuyếch tán làm tăng
nồng độ NH4+ ở vùng nước xa bờ của Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long, đặc biệt thấy rõ ở
Vịnh Bái Tử Long. Trong thời gian triều lên (hình A10 - Phụ lục A), dưới tác động của


144


Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú

dòng triều, khối nước có giá trị NH4+ thấp từ khu vực biển mở ngồi hệ thống đảo lan
truyền mạnh về phía bờ, góp phần làm giảm phạm vi khu vực có nồng độ NH4+ cao của
vùng nước ở giữa Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long.
Mực nước

(m)

NH4_HL

3

NH4 (gN/m )

4.50

0.1700

4.00
0.1600
3.50
0.1500

3.00
2.50

0.1400

2.00

0.1300

18/10/2008

17/10/2008

16/10/2008

15/10/2008

14/10/2008

13/10/2008

12/10/2008

11/10/2008

10/10/2008

09/10/2008

08/10/2008

07/10/2008

06/10/2008

1.00


05/10/2008

1.50
0.1200

Hình 4.19. Biến động nồng độ NH4+ theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa mưa
Mực nước

(m)

NH4_BTL

3

NH4 (gN/m )

0.1400

4.50
4.00

0.1350

3.50
3.00

0.1300
2.50
2.00


0.1250

18/10/2008

17/10/2008

16/10/2008

15/10/2008

14/10/2008

13/10/2008

12/10/2008

11/10/2008

10/10/2008

09/10/2008

08/10/2008

07/10/2008

06/10/2008

1.00


05/10/2008

1.50
0.1200

Hình 4.20. Biến động nồng độ NH4+ theo thời gian ở vịnh Bái Tử Long, mùa mưa


145

Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG

Mực nước

(m)

NH4_HL

3

NH4 (gN/m )

1.50

0.110

1.00

0.100


0.50

0.090

0.00

0.080

14/01/2009

0.120

13/01/2009

2.00

12/01/2009

0.130

11/01/2009

2.50

10/01/2009

0.140

09/01/2009


3.00

08/01/2009

0.150

07/01/2009

3.50

06/01/2009

0.160

05/01/2009

4.00

04/01/2009

0.170

03/01/2009

4.50

02/01/2009

0.180


01/01/2009

5.00

Hình 4.21. Biến động nồng độ NH4+ theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa khơ

Mực nước

(m)

NH4_BTL

3

NH4 (gN/m )

5.00

0.110

4.50
0.105

4.00
3.50

0.100

3.00
2.50


0.095

2.00
0.090

1.50
1.00

0.085

14/01/2009

13/01/2009

12/01/2009

11/01/2009

10/01/2009

09/01/2009

08/01/2009

07/01/2009

06/01/2009

05/01/2009


04/01/2009

03/01/2009

02/01/2009

0.00

01/01/2009

0.50
0.080

Hình 4.22. Biến động nồng độ NH4+ theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa khô


146

Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú

Có thể nhận thấy rất rõ ràng rằng, nồng độ NH4+ phân bố ở khu vực nghiên cứu
biến động dương đối nhỏ giữa pha nước lớn và pha nước ròng trong kỳ triều kém. Điều
này có thể hiểu là trong kỳ triều kém, dịng chảy có giá trị nhỏ, biên độ dao động triều
không lớn làm giảm việc vận chuyển, trao đổi của các khối nước trong vịnh và với các
khối nước bên ngồi thơng qua các biên lỏng phía biển của mơ hình. Sự biến đổi NH4+
chủ yếu là do nguồn vào từ lục địa, hoạt động sản xuất sơ cấp của thực vật nổi, q trình
ni-tơ-rát hóa (nitrification) và q trình lắng đọng của NH4+ vào mơi trường trầm tích
đáy biển.
Biến động theo thời gian kỳ triều của NH4+ tại các điểm giám sát được thể hiện

trên các hình từ 4.19 đến 4.22. Sự biến thiên nồng độ NH4+ tại những điểm này trong
một chu kỳ triều như sau: Hạ Long trong khoảng 0,128 - 0,164gN/m3, Bái Tử Long
trong khoảng 0,121 - 0,135gN/m3, tại biên mở (OP) trong khoảng 0,089 - 0,129gN/m3,
Vân Đồn trong khoảng 0,075 - 0,115gN/m3 và Quan Lạn trong khoảng 0,076 0,105gN/m3.

b. Mùa khô
Phân bố không gian của NH4+ được thể hiện trên các hình A11 và A12 (phụ lục
A). Nhìn chung, có thể thấy rằng các khu vực phía bên trong hệ thống đảo có giá trị
NH4+ nằm trong khoảng 0,1 - 0,25gN/m3, thường cao hơn so với phía ngồi có nồng độ
dưới 0,15gN/m3. Vào kỳ triều cường, sự phân bố của NH4+ giữa pha nước lớn và pha
nước ròng khác nhau. Vào pha nước ròng, giá trị NH4+ có xu hướng tăng dần từ bờ ra
xa, nhất là ở Vịnh Hạ Long (hình A11 - Phụ lục A). Vào kỳ triều kém, phân bố của
NH4+ giữa pha nước lớn và pha nước rịng khơng có sự khác biệt nhiều.
Sự biến động theo thời gian của NH4+ có sự liên quan khá chặt chẽ với dao động
mực nước của khu vực nghiên cứu (hình 4.21 và 4.22). Trong một chu kỳ triều, giá trị
NH4+ tại các điểm giám sát có sự dao động mạnh hơn vào kỳ triều cường và thấp hơn
vào kỳ triều kém. Về dao động ngày, NH4+ có giá trị thấp hơn vào nước lớn và cao hơn
vào nước ròng.

2.2. Ni-tơ-rát (NO3-)
Giống như NH4+, thông số NO3- là một trong những yếu tố dinh dưỡng đặc biệt
quan trọng, có sự ảnh hưởng quyết định đối với sự phát triển và tồn tại của thực vật nổi
trong vực nước. Mơ hình mơ phỏng các q trình lan truyền và biến đổi ni-tơ-rát (NO3-)
khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long bằng mơ hình Delft3D được xây dựng cho các
kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều cường và kỳ triều kém, pha nước
lớn và pha nước ròng. Một số trong những kết quả tính tốn của mơ hình mơ phỏng sự
phân bố theo không gian và thời gian của NO3- khu vực nghiên cứu được thể hiện trên
các hình A13 đến A16 (Phụ lục A).

a. Mùa mưa

Nồng độ NO3- khá cao trong nước khu vực nghiên cứu vào thời gian mùa mưa
năm 2008, kỳ triều cường và pha nước lớn. Những khu vực có giá trị NO3- cao gồm
tồn bộ Vịnh Hạ Long, Vịnh Bái Tử Long và Tây Nam Vân Đồn.


147

Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG

Mực nước

(m)

NO3_HL

3

NO3 (gN/m )

4.50

0.240
0.235

4.00

0.230
3.50

0.225

0.220

3.00

0.215
2.50

0.210
0.205

2.00

0.200
1.50
18/10/2008

17/10/2008

16/10/2008

15/10/2008

14/10/2008

13/10/2008

12/10/2008

11/10/2008


10/10/2008

09/10/2008

08/10/2008

07/10/2008

06/10/2008

05/10/2008

1.00

0.195
0.190

Hình 4.23. Biến động nồng độ NO3- theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa mưa

Mực nước

(m)

NO3_BTL

3

NO3 (gN/m )

4.50


0.240

4.00

0.235
0.230

3.50

0.225
3.00
0.220
2.50
0.215
2.00

0.210

18/10/2008

17/10/2008

16/10/2008

15/10/2008

14/10/2008

13/10/2008


12/10/2008

11/10/2008

10/10/2008

09/10/2008

08/10/2008

0.200

07/10/2008

1.00

06/10/2008

0.205
05/10/2008

1.50

Hình 4.24. Biến động NO3- nồng độ theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa mưa


148

Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú


Mực nước

(m)

NO3_HL

3

NO3 (gN/m )

5.00
0.220

4.50
4.00

0.200

3.50
3.00

0.180

2.50
2.00

0.160

1.50

1.00

0.140

14/01/2009

13/01/2009

12/01/2009

11/01/2009

10/01/2009

09/01/2009

08/01/2009

07/01/2009

06/01/2009

05/01/2009

04/01/2009

03/01/2009

02/01/2009


0.00

01/01/2009

0.50
0.120

Hình 4.25. Biến động nồng độ NO3- theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa khơ
Mực nước

(m)

NO3_BTL

3

NO3 (gN/m )

5.00

0.170

4.50
0.160

4.00
3.50

0.150


3.00
2.50

0.140

2.00
0.130

1.50
1.00

0.120

14/01/2009

13/01/2009

12/01/2009

11/01/2009

10/01/2009

09/01/2009

08/01/2009

07/01/2009

06/01/2009


05/01/2009

04/01/2009

03/01/2009

02/01/2009

0.00

01/01/2009

0.50
0.110

Hình 4.26. Biến động nồng độ NO3- theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa khơ

Vào thời gian nước rịng, giá trị nồng độ NO3- thấp hơn so với nước lớn. Vào kỳ
triều kém, phân bố nồng độ NO3- trong nước biển có sự biến động khơng nhiều giữa


Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG

149

nước lớn và nước ròng. Nồng độ NO3- ở khu vực biển thống phía ngồi hệ thống đảo
có giá trị nhỏ hơn khu vực bên trong hệ thống đảo. Giá trị nồng độ NO3- trong nước ở
khu vực nghiên cứu khá cao là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của thực vật nổi.
Các hình 4.23 và 4.24 thể hiện dao động của NO3- trong một chu kỳ triều mùa

mưa tại 5 vị trí giám sát ở khu vực nghiên cứu. Nhìn chung sự biến động theo thời gian
của NO3- khá phức tạp và liên quan tới dao động mực nước của khu vực. Ở Vịnh Hạ
Long, nồng độ NO3- có xu hướng thấp hơn vào kỳ triều kém, trong khi ở Bái Tử Long
giá trị này lại có xu hướng cao hơn vào kỳ triều kém.

b. Mùa khơ
Giá trị NO3- ở phía trong hệ thống đảo khá cao, nằm trong khoảng 0,15 0,25gN/m3. Vào kỳ triều cường - pha nước ròng, những khu vực có giá trị NO3- cao
gồm Vịnh Hạ Long, khu Cửa Ông, Vân Đồn, trong đó Vịnh Hạ Long là khu vực có hàm
lượng NO3- cao hơn cả. Khi nước lớn, khối nước có giá trị NO3- nhỏ hơn ngồi biển
xâm nhập khá sâu vào trong phía trong các Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long. Vào kỳ triều
kém, phân bố của NO3- giữa nước rịng và nước lớn khơng khác biệt nhiều.
Biến động theo thời gian của NO3- vào mùa khô tại các điểm giám sát ở khu vực
nghiên cứu được thể hiện trên các hình 4.25, 4.26. Có thể thấy rằng dao động của NO3có sự liên quan khá chặt chẽ với dao động mực nước. Vào kỳ triều cường biên độ dao
động NO3- trong ngày giữa nước lớn và nước ròng mạnh hơn so với kỳ triều kém.
2.3. Phốt-phát (PO43-)

Giống như NH4+ và NO3-, yếu tố phốt-pho (tồn tại dưới dạng hòa tan trong nước PO43-) là một yếu tố dinh dưỡng rất quan trọng đối với quá trình quang hợp để tạo ra
năng suất sơ cấp của thực vật nổi trong vực nước. Khi nồng độ PO43- trong nước biển có
giá trị thấp nó thường trở thành yếu tố giới hạn đối với sức sản xuất sơ cấp của vực
nước. Việc tính tốn, mơ phỏng các q trình lan truyền và biến đổi phốt-phát (PO43-)
khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long bằng mơ hình Delft-3D được xây dựng cho các
kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều cường và kỳ triều kém, pha nước
lớn và pha nước ròng. Một số trong những kết quả tính tốn của mơ hình mơ phỏng sự
phân bố theo không gian và thời gian của PO43- khu vực nghiên cứu được thể hiện trên
các hình A17 đến A22 (Phụ lục A).

a. Mùa mưa
Khác với NH4+ và NO3-, nồng độ PO43- trong nước biển khu vực nghiên cứu có
giá trị khá lớn ở khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Về phân bố khơng gian, PO43có giá trị giảm từ bờ ra khơi, nhất là phía bên ngồi hệ thống đảo khi khối nước có hàm
lượng PO43- phía trong bị pha trộn với khối nước ngồi biển có giá trị PO43- thấp hơn.

Như vậy có thể thấy ở khu vực nghiên cứu, nhất là khu vực ven bờ và phía trong hệ
thống đảo, hàm lượng PO43- khá dồi dào. Đây là một trong những điều kiện thuận cho
sinh vật sản suất sơ cấp như thực vật nổi phát triển.