Nghiên cứu phát triển mô hình toán mô phỏng quá trình phú dưỡng ở các vùng nước tĩnh nông, ứng dụng cho hồ Cự Chính - Hà Nội

(TLU) - Sáng 12/11, Trường Đại học Thủy lợi tổ chức bảo vệ luận án tiến sĩ cấp Trường cho NCS Tạ Đăng Thuần

NCS Tạ Đăng Thuần bảo vệ trước hội đồng

Ở các vùng nước tĩnh (các ao hồ nông nghiệp, hồ tự nhiên) do ít có sự trao đổi nước với các nguồn nước bên ngoài và ảnh hưởng bởi gió bề mặt, cùng với quá trình đó các chất dinh dưỡng, chất ô nhiễm từ khu vực xung quanh bị rửa trôi do dòng chảy tràn trong lưu vực ngày càng được tích lũy trong các vùng nước làm suy giảm chất lượng nước. Một trong những vấn đề chất lượng nước hay xảy ra ở các vùng nước tĩnh là hiện tượng phú dưỡng gây ra nhiều tác hại như sự phát triển quá mức của rong, tảo và thực vật thủy sinh, làm phát sinh vi khuẩn lam (VKL), tảo độc có hại cho con người và sinh vật.

Khi rong tảo, thực vật thủy sinh chết đi sẽ bị phân hủy làm giảm nồng độ oxy hòa tan (DO) sinh ra nitrite (NO2-N) nitrate (NO3-N),… gây độc cho nước, đe dọa trực tiếp đến sự sống của các loài động vật nước như tôm, cá,…. Ở các vùng nước tĩnh thì hồ nông với độ sâu trung bình nhỏ hơn 5 mét là nơi thường xuyên xảy ra hiện tượng phú dưỡng. 

Một trong những hướng nghiên cứu phổ biến và phát triển mạnh hiện nay là việc nghiên cứu xây dựng, phát triển mô hình toán mô phỏng quá trình phú dưỡng hồ dựa trên mối tương quan của các yếu tố môi trường như nhiệt độ nước, cường độ ánh sáng mặt trời, mưa…đến sự sinh trưởng, phát triển của thực vật nổi và sự trao đổi các chất dinh dưỡng. Mô hình toán với nhiều ưu điểm như cho kết quả tính toán nhanh, giá thành rẻ, dễ dàng thay đổi để phù hợp với các yêu cầu bài toán. Thêm vào đó chúng đưa ra các kết quả dự báo để từ đó đề xuất các biện pháp quản lý phù hợp cải thiện chất lượng nước nhằm đáp ứng chất lượng mục tiêu sử dụng cũng như bảo tồn bền vững chất lượng nước. Ngoài ra, chúng khắc phục khó khăn trong việc tiến hành các thí nghiệm trực tiếp với môi trường tự nhiên do chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố cùng tác động, gây nhiễu kết quả khảo sát và trong nhiều trường hợp việc tiến hành thí nghiệm với môi trường tự nhiên là không thể. 

Quá trình nghiên cứu phát triển các mô hình phú dưỡng hồ bắt đầu từ thập niên 1970, đã được ứng dụng nhiều vào thực tế và thu được những kết quả đáng ghi nhận. Tuy vậy, các mô hình phú dưỡng hồ trên thế giới được xây dựng, phát triển chủ yếu ở các hồ tự nhiên có diện tích và độ sâu lớn ở những vùng khí hậu ôn đới mà chưa thực sự quan tâm nhiều đến các hồ nhỏ, nông ở vùng khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Bên cạnh đó, quá trình phú dưỡng trong hồ diễn ra rất phức tạp, gắn liền với điều kiện cụ thể của từng vùng như điều kiện khí hậu, thủy văn, đặc điểm địa chất và thổ nhưỡng cũng như các hoạt động phát triển kinh tế-xã hội trong khu vực. Do đó, trong một số trường hợp cụ thể, việc áp dụng các mô hình sẵn có tỏ ra không phù hợp. Hơn nữa, việc sử dụng một số phần mềm thương mại trên thế giới thường chi phí rất đắt và đòi hỏi nhiều loại
số liệu phức tạp trong khi điều kiện kinh tế còn hạn hẹp chưa thể đáp ứng được. 

Còn nếu áp dụng các mô hình đó trong điều kiện ở Việt Nam lại thiếu hoặc lược bớt những số liệu cần thiết thì dẫn đến kết quả mô phỏng cũng như dự báo sẽ không đạt được kết quả mong muốn. Hồ nội thành Hà Nội đóng vai trò rất quan trọng trong việc điều hòa nước mưa, tạo cảnh quan, điều hòa khí hậu và còn là nơi cư trú của nhiều động, thực vật nước. Đa số chúng có kích thước vừa, nhỏ và tương đối nông nên có tính chất thủy động lực học chất lượng nước khác với các hồ rộng, sâu nằm ngoài nội thành. Những năm gần đây, hiện tượng tảo “nở hoa” đã xảy ra ở nhiều hồ nội đô ở Hà Nội gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng nước hồ và cảnh quan đô thị. Thực tế này đòi hỏi phải có các nghiên cứu chuyên sâu về diễn biến quá trình phú dưỡng ở hồ Hà Nội làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp phù hợp để hỗ trợ hoạt động quản lý và kiểm soát hiện tượng phú dưỡng.

Các thành viên Hội đồng 

Đề tài luận án “Nghiên cứu phát triển mô hình toán mô phỏng quá trình phú dưỡng ở các vùng nước tĩnh nông, ứng dụng cho hồ Cự Chính-Hà Nội” có ý nghĩa thực tiễn sâu sắc, trong đó có nhiều điểm mới. Đó là:

- Phát triển được mô hình toán mô phỏng quá trình trong các vùng nước tĩnh nông bằng việc bổ sung nồng độ chất dinh dưỡng từ khí quyển và nước mưa chảy tràn.

- Ứng dụng mô hình đã phát triển cho hồ Cự Chính ở nội đô Hà Nội với giá trị bộ tham số hiệu chỉnh tương ứng.

Toàn cảnh buổi bảo vệ

Thông tin luận án tiến sĩ cấp Trường của NCS Tạ Đăng Thuần

Tên đề tài: Nghiên cứu phát triển mô hình toán mô phỏng quá trình phú dưỡng ở các vùng nước tĩnh nông, ứng dụng cho hồ Cự Chính - Hà Nội.  

Chuyên ngành: Môi trường đất và nước

Mã số: 9 44 03 03

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Bùi Quốc Lập

Chi tiết LATS: xem tại đây
 

Bích Việt - Anh Phi