Luận án Đánh giá và dự báo chất lượng nước nuôi trồng thủy sản ở đầm phá Tam giang – Cầu hai, tỉnh Thừa Thiên Huế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ 
KHOA THỦY SẢN 
TRƯƠNG VĂN ĐÀN 
ĐÁNH GIÁ VÀ DỰ BÁO CHẤT LƯỢNG 
NƯỚC NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở 
ĐẦM PHÁ TAM GIANG – CẦU HAI, 
TỈNH THỪA THIÊN HUẾ 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ 
NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 
MÃ NGÀNH: 9620301 
CẦN THƠ, 2018 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ 
KHOA THỦY SẢN 
TRƯƠNG VĂN ĐÀN 
ĐÁNH GIÁ VÀ DỰ BÁO CHẤT LƯỢNG 
NƯỚC NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở 
ĐẦM PHÁ TAM GIANG – CẦU HAI, 
TỈNH THỪA THIÊN HUẾ 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ 
NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 
MÃ SỐ: 9620301 
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 
PGS.TS. VŨ NGỌC ÚT 
CẦN THƠ, 2018 
LỜI CẢM ƠN 
Để hoàn thành luận án tốt nghiệp này ngoài sự nỗ lực, cố gắng của bản 
thân tác giả đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ của thầy cô giáo trong 
khoa Thủy sản của trường Đại học Cần Thơ và trường Đại học Nông Lâm, Đại 
học Huế. 
Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến PGS.TS. Vũ Ngọc Út 
đã tận tình hướng dẫn trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận án. 
Xin cám ơn chương trình VLIR-Network đã hỗ trợ kinh phí cho quá trình 
thực hiện luân án. Tác giả xin gởi lời cám ơn sâu sắc đến PGS.TS. Trương Quốc 
Phú, TS. Trần Văn Việt, TS. Huỳnh Trường Giang, PGS.TS. Văn Phạm Đăng 
Trí đã góp ý và hướng dẫn tìm kiếm các tài liệu tham khảo bổ ích về lĩnh vực 
môi trường, GIS và mô hình toán để giúp tôi tìm ra những hướng đi hay trong 
quá trình thực hiện nghiên cứu này. Tác giả cũng xin chân thành cám ơn đến 
tập thể cán bộ Bộ môn Quản lý Thủy sản, Khoa Thủy sản, Trường Đại học Nông 
Lâm, Đại học Huế đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi có đầy đủ các trang thiết bị 
thu mẫu và phân tích mẫu cũng như sắp xếp các công việc chuyên môn phù hợp 
để tôi có đủ thời gian hoàn thành luận án đúng hạn. Xin chân thành cảm ơn tập 
thể cán bộ Bộ môn Thủy sinh học ứng dụng, Khoa Thủy sản, Đại học Cần Thơ 
đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi sinh hoạt về mặt chuyên môn trong thời gian 
học tập trung. Xin gửi lời cám ơn đến Chi cục Thủy sản tỉnh Thừa Thiên Huế 
và UBND các xã ven đầm phá tỉnh Thừa Thiên Huế đã tạo điều kiện giúp đỡ và 
cung cấp tài liệu để tôi hoàn thành luận án này. Xin chân thành cảm ơn sự hỗ 
trợ nhiệt tình và quý báu về chuyên môn mô hình toán dự báo chất lượng nước 
của ThS. Nguyễn Thành Luân, Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về động 
lực học sông biển, Viện khoa học Thủy lợi Việt Nam. Tác giả xin gởi lời cám 
ơn chân thành đến các bạn sinh viên thuộc các lớp Quản lý Nguồn lợi Thủy sản 
K46, K47, K48, lớp Nuôi trồng thủy sản K47 đã không ngại khó khăn cùng tác 
giả tham gia các đợt thu thập mẫu và phân tích mẫu nhằm ghi nhận được các 
kết quả nghiên cứu một cách tốt nhất. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cám ơn đến gia 
đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học nghiên cứu sinh. 
Mặc dù tôi có nhiều cố gắng nhưng do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm 
bản thân, do đó không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong được sự đóng góp 
ý kiến của quý thầy cô, bạn bè để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn. 
Xin cám ơn! 
 Tác giả 
 Trương Văn Đàn 
TÓM TẮT 
Nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu là đánh giá tổng thể về hiện 
trạng nuôi trồng thủy sản (NTTS) của các xã ven đầm phá Tam Giang – Cầu 
Hai đồng thời đánh giá và dự báo diễn biến chất lượng nước (CLN), phân vùng 
CLN làm cơ sở cho việc quy hoạch vùng nuôi tôm ven đầm phá hợp lý và hiệu 
quả. Thông tin về hiện trạng NTTS các xã ven đầm phá Tam Giang – Cầu Hai 
được thực hiện thông qua việc khảo sát 90 hộ ở 9 xã ven đầm phá. CLN được 
đánh giá qua việc thu mẫu các thông số môi trường nước bao gồm nhiệt độ, pH, 
DO, độ mặn, độ kiềm, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), tổng chất rắn hòa tan (TDS), 
BOD5, N-NH3, N-NO3-, P-PO43-, tổng coliform. Việc thu mẫu được thực hiện 
với 5 đợt/năm vào các thời điểm mùa khô (tháng 5), mùa mưa (tháng 10, 12), 
và giao mùa (tháng 2 và tháng 8), tại 44 điểm để đánh giá CLN theo mùa. Đối 
với đánh giá CLN theo ngày đêm, mẫu được thu liên tục tại 4 trạm (Tam Giang, 
Thuận An, Trường Hà, Tư Hiền) vào thời điểm mùa khô (tháng 5) và mùa mưa 
(tháng 11), trong 7 ngày liên tục/mùa, với chu kỳ 3 giờ/lần. Việc đánh giá CLN 
ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai phục vụ cho hoạt động NTTS được thực hiện 
bằng cách so sánh các thông số đo đạc với các Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia và 
chỉ số CLN đầm phá (WQITGCH). Mô hình MIKE 21 được sử dụng để mô phỏng, 
dự báo CLN ở vùng đầm phá Tam Giang – Cầu Hai. Kết quả cho thấy hoạt động 
NTTS ven đầm phá Tam Giang – Cầu Hai diễn ra với 3 mô hình chính là nuôi 
ao đất, nuôi cá lồng và nuôi chắn sáo với diện tích 4.215 ha năm 2017 với các 
đối tượng nuôi chính là tôm sú, cua, cá dìa, cá kình. Về CLN, nhóm các thông 
số cơ bản đều thích hợp cho NTTS. Các yếu tố như nhiệt độ, pH, DO, độ mặn, 
độ kiềm ở thời điểm ban ngày cao hơn ban đêm, mùa khô cao hơn mùa mưa. 
Giá trị pH ở các điểm gần bờ, gần cửa sông, gần kênh thải NTTS và sinh hoạt 
vào mùa mưa thì không thích hợp cho nuôi tôm. Hàm lượng DO ở đầm Hà 
Trung – Thủy Tú thấp hơn so với phá Tam Giang và đầm Cầu Hai. Đầm Hà 
Trung – Thủy Tú có độ mặn cao nhất. Vào mùa mưa độ kiềm không thích hợp 
cho nuôi tôm. Độ kiềm ở đầm Hà Trung – Thủy Tú cao nhất. Hàm lượng TDS 
không biến động lớn theo ngày đêm nhưng ở mùa khô cao hơn mùa mưa. Nhóm 
các thông số hữu cơ đã vượt ngưỡng cho NTTS ngoại trừ yếu tố TSS. Hàm 
lượng TSS ít biến động theo ngày đêm và theo không gian đầm phá, mùa mưa 
cao hơn mùa khô. BOD5 ít biến động theo quy luật ngày đêm nhưng mùa mưa 
cao hơn mùa khô. Hàm lượng BOD5 thấp nhất ở khu vực đầm Hà Trung – Thủy 
Tú. Thông số khí độc N-NH3 đã tiệm cận giới hạn. Hàm lượng N-NH3 ban ngày 
cao hơn ban đêm, mùa mưa cao hơn mùa khô. Nhóm các thông số dinh dưỡng 
đã vượt giới hạn cho phép, ngoại trừ yếu tố N-NO3-. Hàm lượng N-NO3-, P-
PO43- ban ngày thấp hơn ban đêm, mùa mưa cao hơn mùa khô. Khu vực đầm 
Sam Chuồn có hàm lượng N-NO3-, P-PO43- cao nhất. Thông số vi sinh vẫn nằm 
trong giới hạn cho phép. Tổng coliform ban ngày cao hơn ban đêm, mùa mưa 
cao hơn mùa khô. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến CLN ở đầm phá Tam 
Giang – Cầu Hai chia làm 2 nhóm chính. Nhóm 1 (hữu cơ, vi sinh, khí độc) bao 
gồm NH3, tổng coliform, BOD5, TSS, N-NO3-, P-PO43-, DO và giải thích 60,7% 
sự biến động CLN đầm phá. Nhóm 2 (vật chất hòa tan, yếu tố nền) bao gồm pH, 
TDS, độ mặn, độ kiềm và giải thích 18,7% sự biến động CLN đầm phá. Chỉ số 
CLN đầm phá Tam Giang – Cầu Hai được xây dựng theo phương pháp Delphi 
với 10 thông số bao gồm nhiệt độ, pH, DO, độ mặn, độ kiềm, N-NO3-, P-PO43-, 
BOD5, N-NH3 và tổng coliform. Chỉ số CLN đầm phá Tam Giang - Cầu Hai 
biến động từ 44 – 79 (mùa mưa) và 52 – 84 (mùa khô). CLN đầm phá Tam 
Giang – Cầu Hai có xu hướng ngày càng gia tăng các chất hữu cơ, các chất dinh 
dưỡng theo thời gian hay nói cách khác là ngày càng bị ô nhiễm hữu cơ. Nghiên 
cứu đã xây dựng được mô hình dự báo CLN đầm phá Tam Giang – Cầu Hai và 
đã tiến hành dự báo CLN ven các khu NTTS tập trung vào tháng 2, 5, 8 năm 
2020. Kết quả dự báo cho thấy, khu vực ven các xã Phú Mỹ và Lộc Điền bị ô 
nhiễm hữu cơ nghiêm trọng với hàm lượng cao của các yếu tố BOD5 và P-PO43-. 
ABSTRACT 
The objectives of the study were to assess the overall status of aquaculture 
in the communes along the Tam Giang - Cau Hai lagoon, analyze the variation 
of water quality, formulate long-term water quality change, water quality zoning 
to support a rational and effective planning of shrimp culture along the lagoon. 
The status of current aquaculture activity was surveyed by investigating 90 
households in 9 communes along the lagoon using prepared questionnaires. 
Water quality was assessed by periodical sampling parameters including 
temperature, pH, DO, salinity, alkalinity, total suspended solids (TSS), total 
dissolved solids (TDS), BOD5, N-NH3, N-NO3-, P-PO43- and total coliform. All 
samples were collected in 5 periods including the dry season (May), rainy 
season (October and December), and transitional seasons (February and 
August), at 44 stations to have a time series for seasonal change comparison. 
For diurnal variation assessment, samples were collected continuously at four 
stations (Tam Giang, Thuan An, Truong Ha, Tu Hien) during 24 hours in the 
dry season (May) and rainy season (November) for 7 days with 3 hours 
intervals. Assessment of water quality in Tam Giang - Cau Hai lagoon for 
aquaculture activities was conducted by comparing each parameter with the 
National Technical Regulation and lagoon water quality index (WQITGCH). The 
MIKE 21 model was applied to formulate and predict water quality in Tam 
Giang - Cau Hai lagoon. The results on aquaculture status showed that pond, 
cage and enclosed nets are the main aquaculture systems along the Tam Giang 
– Cau Hai lagoon with total area of 4,215 ha in 2017. Black tiger shrimp 
(Penaeus monodon), mud crabs (Scylla paramamosain), rabbit fish (Siganus 
guttatus and Siganus canaliculatus) are commonly cultured species. In terms of 
water quality, the basis parameters were suitable for using water in the lagoon 
for aquaculture. Temperature, pH, DO, salinity, alkalinity were higher during 
daytime than nighttime, and higher in the dry season than in the rainy season. 
In the rainy season, pH values in the near-shore areas, estuaries, aquaculture 
sewage and domestic sewage channels were unsuitable for shrimp culture. DO 
content in Ha Trung - Thuy Tu lagoon was lower than that of Tam Giang and 
Cau Hai lagoons. Highest salinity was recorded in Ha Trung - Thuy Tu lagoon. 
In the rainy season, alkalinity was not suitable for shrimp culture. Highest 
alkalinity was also recorded in Ha Trung – Thuy Tu lagoon. TDS content did 
not vary largely diurnally, but higher in the dry season than in the rainy season. 
The organic parameters were exceeded the threshold for aquaculture except 
TSS. TSS did not fluctuate largely both diurnaly and spatially. TSS content in 
the rainy season was higher than that in the dry season. Similarly, BOD5 did not 
fluctuate greatly during day and time but higher in the rainy season than in the 
dry season. The content of BOD5 in Ha Trung - Thuy Tu lagoon was lowest. 
Toxic parameter N-NH3 was close to the limit. N-NH3 content in daytime was 
higher than in nighttime, and in rainy season was higher than in dry season. 
Nutrient parameters exceeded the limit, except N-NO3-. Concentration of N-
NO3- and P-PO43- were lower in daytime than in nighttime, and higher in the 
rainy season than in the dry season. Highest N-NO3- and P-PO43- concentration 
were highest in Sam Chuon lagoon. Microbial parameter remained within the 
acceptable limits. Total coliform in daytime was higher than in nighttime, and 
in rainy season was higher than in dry season. From an analysis of principle 
components (PCA), the water quality in Tam Giang - Cau Hai lagoon were 
classified into two main groups. Group 1 (organic, microbial, toxic gas) 
included NH3, total coliform, BOD5, TSS, N-NO3-, P-PO43-, DO and explains 
60.7% of water quality variations in the lagoon. Group 2 (dissolved matter, 
background factors) consisted of pH, TDS, salinity, alkalinity and explained 
18.7% of variations of water quality in the lagoon. Water quality index (WQI) 
in Tam Giang - Cau Hai lagoon was formulated using Delphi method based on 
10 parameters including temperature, pH, DO, salinity, alkalinity, N-NO3-, P-
PO43-, BOD5, N-NH3 and total coliform. The result presents a range of 44 - 79 
(rainy season) and 52 - 84 (dry season) of the index in Tam Giang – Cau Hai 
lagoon. The organic matter and nutrient contents gradually increased by time in 
several areas of Tam Giang – Cau Hai lagoon that could lead to a potential 
organic pollution. In this study, a hydro-dynamic model has been developed for 
water quality simulation and prediction in Tam Giang - Cau Hai lagoon. The 
model was then succesfully applied for intensive areas during the months of 
February, May, and August in 2020. The forecast results showed that the area 
near Phu My and Loc Dien communes was seriously polluted with high levels 
of BOD5 and P-PO43- parameters. 
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM 
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam kết luận án “Đánh giá và dự báo chất lượng nước nuôi trồng thủy 
sản ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai, tỉnh Thừa Thiên Huế” được hoàn thành 
dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa 
được dùng cho bất cứ luận án cùng cấp nào khác. 
 Cán bộ hướng dẫn Tác giả luận án 
PGS.TS. Vũ Ngọc Út Trương Văn Đàn 
MỤC LỤC 
Chương 1: GIỚI THIỆU .............................................................................................. 1 
1.1 Đặt vấn đề .............................................................................................................. 1 
1.2 Mục tiêu nghiên cứu của luận án ........................................................................... 2 
1.3 Ý nghĩa của luận án ................................................................................................ 3 
1.3.1 Ý nghĩa khoa học ................................................................................................ 3 
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................................. 3 
1.4 Nội dung nghiên cứu .............................................................................................. 3 
1.5 Điểm mới của luận án ............................................................................................ 3 
Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................... 4 
2.1 Giới thiệu chung về đầm phá ven biển ................................................................... 4 
2.2 Tình hình nghiên cứu về CLN ở các đầm phá ven biển ......................................... 5 
2.2.1 Trên Thế giới ....................................................................................................... 6 
2.2.2 Trong nước .......................................................................................................... 9 
2.3 Tổng quan về chỉ số CLN WQI ........................................................................... 10 
2.3.1 Khái niệm về chỉ số CLN WQI ......................................................................... 10 
2.3.2 Chỉ số CLN WQI ở một số quốc gia ................................................................. 11 
2.3.3 Quy trình xây dựng WQI .................................................................................. 22 
2.4 Tình hình ứng dụng GIS trong nghiên cứu thủy sản ............................................ 24 
2.4.1 Trên thế giới ...................................................................................................... 24 
2.4.1.1 Giai đoạn thập niên 90 của thế kỷ 20 ............................................................. 24 
2.4.1.2 Giai đoạn năm 2000 – nay .......................... ...  
Hình 3.1: Bản đồ các điểm đo sâu khu vực đầm phá Tam Giang – Cầu Hai 
Hình 3.2: Bản đồ địa hình đầm phá Tam Giang – Cầu Hai 
190 
Miền tính toán của đầm phá Tam Giang – Cầu Hai được xác định là toàn 
bộ diện tích đầm phá và hai cửa Thuận An, Tư Hiền. Các cửa được mở rộng 
phía biển khoảng 5 km – nơi tác động lục địa đến biển được xem như không 
đáng kể. 
3.1.2 Điều kiện biên của mô hình 
3.1.2.1 Các biên thủy lực 
Toàn bộ khu vực đầm phá gồm có 11 biên thủy lực, bao gồm 9 biên cửa 
sông, 2 biên biển. 
Hình 3.3: Các biên chính của mô hình MIKE 21 HD vùng đầm phá 
- Biên cửa sông: Lưu lượng cũng như các thông số CLN ở 9 biên cửa 
sông tương ứng với cửa thoát của các con sông đổ vào đầm phá qua các công 
trình đập, cống: Cửa Lác, Quán Cửa, Hà Đồ, An Xuân, Thảo Long, Diên 
Trường, Cầu Long, Cống Quan, Truồi. 
- Biên hạ lưu (Biên biển): 2 biên cửa biển Tư Hiền và Thuận An, được 
mở rộng phía biển khoảng 5 km. Biên hạ lưu là đường quá trình mực nước theo 
thời gian. 
3.1.2.2 Các biên CLN 
a. Biên hạ lưu (biên biển) 
Tại cửa biển Thuận An và Tư Hiền biên chất lượng có được từ kết quả lấy 
mẫu và phân tích trong 2 đợt mùa khô và mùa mưa của luận án năm 2017. Các 
thông số CLN biên hạ lưu qua hai cửa biển Thuận An và Tư Hiền như sau Bảng 
3.1. 
Diên 
Trườn
Diên 
Trường 
191 
Bảng 3.1: CLN trên các biển cửa Thuận An và cửa Tư Hiền 
Thông số DO Nhiệt độ N-NH4 N-NO3 BOD5 P-PO4 
Đơn vị mg/L oC mg/L mg/L mg/L mg/L 
Thuận An 6,8 26 0,03 0,09 0,6 0,03 
Tư Hiền 6,9 26 0,03 0,07 0,3 0,01 
b. Biên các nguồn thải 
Nguồn thải là sông: tại 9 vị trí: Cửa Lác, Quán Cửa, Hà Đồ, An Xuân, 
Thảo Long, Diên Trường, Cầu Long, Cống Quan, Truồi. Mỗi nguồn lấy 3 mẫu 
theo mặt cắt ngang tại vùng nước tiếp giáp với đầm phá khi triều xuống. 
Nguồn thải là kênh thải NTTS: lấy tại miệng kênh. Toàn vùng nghiên cứu 
có 110 điểm nguồn thải. Đề tài thu mẫu tại 10 vị trí nguồn thải điểm để kiểm 
định dữ liệu. 
3.1.3 Các thông số của mô hình 
3.1.3.1 Điều kiện ban đầu 
a. Thủy lực: Mực nước trung bình trên đầm phá là 0,2m. 
b. CLN: CLN trên sông Hương và đầm phá được lấy theo giá trị trung 
bình của các thông số CLN. Ở các bước tiếp theo, điều kiện ban đầu của thông 
số CLN là kết quả của bước tính toán trước. 
Hình 3.4: Vị trí các biên nguồn thải trong mô hình MIKE 21 
192 
3.1.3.2 Các thông số mô hình 
Các thông số mô hình thủy lực ban đầu bao gồm: 
- Điều kiện khô ướt: Dry =0,005m<Flooding=0,05m< Wetting=0,1m 
- Hệ số nhớt xoáy: 0,002 m2/s 
- Hệ số cản đáy- Manning: 32 (m1/3/s) 
- Hệ số ma sát gió: 0,0026 
Bộ thông số có thể thay đổi sau khi mô hình được hiệu chỉnh, kiểm định phục 
vụ công tác dự báo. 
Các giá trị ban đầu của modun ECOLAB thể hiện ở Bảng 3.2. 
Bảng 3.2: Các thông số trong modun ECOLAB của mô hình MIKE 
TT Mô tả Kiểu Giá 
trị 
Đơn vị 
1 Vĩ độ Biến số 16 (0), (m) 
2 Quá trình BOD: Tốc độ phân rã bậc 1 tại 20oC 
(dạng hòa tan) 
Hằng số 0,161 (/ngày) 
3 Quá trình BOD: Tốc độ phân rã bậc 1 tại 20oC 
(dạng lơ lửng) 
Hằng số 0,05 (/ngày) 
4 Quá trình BOD: Tốc độ phân rã bậc 1 tại 20oC 
(dạng trầm tích) 
Hằng số 0,05 (/ngày) 
5 Quá trình BOD: Hệ số nhiệt của tốc độ phân rã 
(dạng hòa tan) 
Hằng số 1,07 Phi thứ 
nguyên 
6 Quá trình BOD: Hệ số nhiệt của tốc độ phân rã 
(dạng lơ lững) 
Hằng số 1,07 Phi thứ 
nguyên 
7 Quá trình BOD: Hệ số nhiệt của tốc độ phân rã 
(dạng trầm tích) 
Hằng số 1,07 Phi thứ 
nguyên 
8 Quá trình BOD: Nồng độ oxy bán bão hòa Hằng số 2 mgL 
9 Quá trình tái lơ lửng: Vận tốc dòng chảy tới hạn Hằng số 0,3 m/s 
10 Quá trinh tái lơ lửng: Tỉ lệ tái lơ lửng của BOD 
(dạng trầm tích) 
Hằng số 0 (/ngày) 
11 Quá trình lắng đọng: vận tốc dòng chảy tới hạn Hằng số 0,1 m/s 
12 Quá trình lắng đọng: Tỉ lệ lắng đọng của BOD 
(dạng trầm tích) 
Hằng số 0,2 (/ngày) 
13 Quá trình đạm hóa: Tốc độ phân rã bậc 1 ở 200C Hằng số 0,05 (/ngày) 
14 Quá trình đạm hóa: Hệ số nhiệt của tốc độ phân 
rã 
Hằng số 1,088 Phi thứ 
nguyên 
15 Quá trình đạm hóa: Nhu cầu oxy cho quá trình 
đạm hóa 
Hằng số 4,57 g O2/g 
NH4-N 
16 Quá trình đạm hóa: Nồng độ oxy bán bão hòa Hằng số 2 mg/L 
17 Quá trình oxy: Cực đại sản xuất oxy buổi trưa, m2 Hằng số 2 (/ngày) 
193 
18 Quá trình oxy: Độ sâu đĩa Secchi Hằng số 0,4 m 
19 Quá trình oxy: Hệ số hiệu chỉnh vào buổi trưa Hằng số 0 giờ 
20 Quá trình oxy: Tốc độ hô hấp của thực vật, m2 Hằng số 0 (/ngày) 
21 Quá trình oxy: Hệ số nhiệt quá trình hô hấp Hằng số 1,08 
22 Quá trình oxy: Nồng độ bán bão hòa trong quá 
trình hô hấp 
Hằng số 2 mg/L 
23 Quá trình oxy: Nhu cầu oxy trầm tích trên m2 Hằng số 0,5 (/ngày) 
24 Quá trình oxy: Hệ số nhiệt của SOD Hằng số 1,07 Phi thứ 
nguyên 
25 Quá trình oxy: Nồng độ bán bão hòa của SOD Hằng số 2 mg/L 
26 Quá trình ammoniac: Tốc độ giải phóng 
ammoni 
từ quá trình phân rã BOD (dạng hòa tan) 
Hằng số 0,3 g NH4- 
N/g BOD 
27 Quá trình ammoniac: Tốc độ giải phóng 
ammoni từ quá trình phân rã BOD (dạng lơ lửng) 
Hằng số 0,3 g NH4- 
N/g BOD 
28 Quá trình ammoniac: Tốc độ giải phóng 
ammoni 
từ quá trình phân rã BOD (dạng trầm tích) 
Hằng số 0,3 g NH4- 
N/g BOD 
29 Quá trình ammoniac: Tổng N-NH3 hấp thụ bởi 
thực vật 
Hằng số 0,066 g N/g DO 
30 Quá trình ammoniac: Tổng N-NH3 hấp thụ bởi vi 
khuẩn 
Hằng số 0,109 g N/g DO 
31 Quá trình ammoniac: Nồng độ bán bão hòa của 
Nitơ hấp thụ 
Hằng số 0,05 mgN/L 
32 Quá trình Nitrat: Tốc độ khử nitơ bậc nhất ở 20oC Hằng số 0,1 (/ngày) 
33 Quá trình Nitrat: Hệ số nhiệt độ của tốc độ khử 
nitơ 
Hằng số 1,16 Phi thứ 
Nguyên 
34 Quá trình Phốtpho: Lượng phốtpho chứa trong 
BOD hòa tan 
Hằng số 0,06 g P/g 
BOD 
35 Quá trình Phốtpho: Lượng phốtpho chứa trong 
BOD lơ lửng 
Hằng số 0,06 g P/g 
BOD 
36 Quá trình Phốtpho: Lượng phốtpho chứa trong 
BOD trầm tích 
Hằng số 0,009 
1 
g P/g 
BOD 
37 Quá trình Phốtpho: Lượng PO4-P hấp thụ bởi 
thực 
vật 
Hằng số 0,06 g P/g DO 
38 Quá trình Phốtpho: Lượng PO4-P phân hủy bởi 
vi khuẩn 
Hằng số 0,015 g P/g DO 
39 Quá trình Phốtpho: Nồng độ bán bảo hòa của 
phốtpho hấp thụ 
Hằng số 0,005 mgP/L 
194 
3.2 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MIKE 21 
Mục đích của công tác hiệu chỉnh mô hình là tìm ra bộ thông số mô hình 
phù hợp như hệ số nhám Manning n, hệ số khuyếch tán và các thông số sinh 
hóa trong modun ECOLAB để điều chỉnh kết quả mô phỏng sao cho phù hợp 
nhất với các giá trị thực đo. Để đánh giá sai số, sử dụng chỉ tiêu Nash - Sutcliffe 
(1970) như sau: 
2
1
2
1
(Y )
1
(Y )
n
obs sim
n
obs mean
Y
Nash
Y


Trong đó: Yobs là số liệu thực đo, Ysim là số liệu tính toán, Ymean là 
số liệu trung bình thực đo và n là số lần quan trắc. 
Khả năng mô phỏng của mô hình tương ứng với chỉ số Nash như sau: 
Bảng 3.3: Chỉ số Nash đánh giá độ chính xác của mô hình 
NASH 0,9-1 0,7 – 0,9 0,5 – 0,7 0,3 – 0,5 
Khả năng mô phỏng Tốt Khá Trung bình Kém 
3.2.1 Hiệu chỉnh mô hình thủy lực 
Để hiệu chỉnh mô hình dòng chảy hai chiều trên đầm phá Tam Giang – 
Cầu Hai, nghiên cứu sử dụng dữ liệu đo đạc thu thập được của Phòng Thí 
nghiệm trọng điểm Quốc gia về động lực học sông biển năm 2000 và dữ liệu 
từ dự án Nâng cao năng lực thích ứng với thiên tai tại miền Trung Việt Nam 
năm 2011 tại cửa Thuận An. 
Hình 3.5: Mực nước tính toán và thực đo tại cửa Thuận An năm 2000 
195 
Hình 3.6: Mực nước tính toán và thực đo tại cửa Thuận An năm 2011 
Kết quả tính toán hệ số Nash tại Trạm Thuận An: 0,87, có mức độ chính 
xác khá. Sử dụng bộ thông số này để kiểm định mô hình với các dữ liệu đo 
đạc khác. 
3.2.2 Kiểm định mô hình thủy lực 
Để thực hiện kiểm định mô hình, nghiên cứu sử dụng dữ liệu đo đạc của 
luận án trong đợt đo mùa khô từ 9/5 - 15/5/2017 với dữ liệu mực nước đo 3h/lần 
đo tại cầu Thuận An và cầu Trường Hà; vận tốc đo 3h/lần đo tại cầu Trường Hà. 
Hình 3.7: Mực nước tại cầu Thuận An thực đo và tính toán mùa khô 2017 
196 
Hình 3.8: Mực nước tại cầu Trường Hà thực đo và tính toán mùa khô năm 2017 
Hình 3.9: Vận tốc thực đo và tính toán tại cầu Trường Hà mùa khô năm 2017 
Nhận xét: 
- Về mực nước: Hệ số Nash tại cầu Thuận An đạt 0,85 có 
mức độ chính xác khá. Hệ số Nash tại Trường Hà: mực nước: 0,96 
đạt tốt. 
- Về vận tốc: Kết quả tính toán giữa thực đo và mô phỏng 
khá bám sát nhau về pha và độ lớn, không có sự chênh lệch lớn 
về vận tốc. 
Kết luận: Mô hình có thể sử dụng phục vụ các tính toán, nghiên cứu 
kịch bản. 
197 
3.2.3 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình CLN 
Sử dụng các hệ số trong modun ECOLAB để hiệu chỉnh và kiểm định mô 
hình CLN. 
Số liệu đo đạc CLN tại 10 điểm do luận án thực hiện trong hai đợt quan 
trắc mùa khô và mùa mưa năm 2017 được sử dụng để hiệu chỉnh và kiểm định 
mô hình. 
a. Yếu tố DO 
So sánh giữa tính toán và thực đo: 
Bảng 3.4: Đánh giá sai số DO (mg/l) mùa khô theo thực đo và tính toán 
TT Tháng Điểm Vĩ độ Kinh độ 
Thực 
đo 
(mg/L) 
Tính 
toán 
(mg/L) 
Sai số 
(%) 
1 5 NTTS1_QP 16,599375 107,52247 4,2 3,8 -9,52 
2 5 NTTS2_QC 16,59672 107,568099 3,5 3,2 -8,57 
3 5 NTTS3_PX 16,50011 107,664147 5,7 6,5 14,04 
4 5 NTTS4_VT 16,433228 107,773621 5,2 6,1 17,31 
5 5 NTTS5_VH 16,357704 107,847166 4,9 5,2 6,12 
6 5 NTTS6_LD 16,327611 107,793993 5,7 5,6 -1,75 
7 5 SH1_SOL 16,650649 107,434386 5,3 6,1 15,09 
8 5 SH2_SH 16,548907 107,627997 5,7 6,4 12,28 
9 5 SH3_SDG 16,359801 107,775967 5,4 5,3 -1,85 
10 5 SH4_ST 16,352092 107,789402 5,6 6 7,14 
Bảng 3.5: Đánh giá sai số DO (mg/l) mùa mưa theo thực đo và tính toán 
TT Tháng Điểm Vĩ độ Kinh độ 
Thực 
đo 
(mg/L) 
Tính 
toán 
(mg/L) 
Sai số 
(%) 
1 11 NTTS1_QP 16,599375 107,52247 4,13 4,3 2,91 
2 11 NTTS2_QC 16,59672 107,568099 3,02 3,2 5,96 
3 11 NTTS3_PX 16,50011 107,664147 5,13 5,6 9,16 
4 11 NTTS4_VT 16,433228 107,773621 4,77 4,2 -11,95 
5 11 NTTS5_VH 16,357704 107,847166 4,59 5,3 15,47 
6 11 NTTS6_LD 16,327611 107,793993 5,65 5,2 -7,96 
7 11 SH1_SOL 16,650649 107,434386 4,58 4,1 -10,48 
8 11 SH2_SH 16,548907 107,627997 5,53 5,2 -5,97 
9 11 SH3_SDG 16,359801 107,775967 5,18 5,6 8,11 
10 11 SH4_ST 16,352092 107,789402 5,41 6,2 14,60 
198 
Nhận xét: Sai số các điểm đo đều nhỏ hơn 16%. Những điểm có sai số 
lớn thường do ở những khu vực có sự trao đổi nước phức tạp như sông Truồi, 
trao đổi giữa các đầm như ở Vinh Hưng. 
b. Yếu tố BOD5 
So sánh giữa tính toán và thực đo: 
Bảng 3.6: Đánh giá sai số BOD5 theo thực đo và tính toán mùa khô 
TT Tháng Điểm Vĩ độ Kinh độ 
Thực đo 
(mg/L) 
Tính 
toán 
(mg/L) 
Sai số 
(%) 
1 5 NTTS1_QP 16,599375 107,52247 7,8 7,5 -4 
2 5 NTTS2_QC 16,59672 107,568099 8,2 7,6 -8 
3 5 NTTS3_PX 16,50011 107,664147 7,8 8,1 3 
4 5 NTTS4_VT 16,433228 107,773621 4,5 3,8 -16 
5 5 NTTS5_VH 16,357704 107,847166 7 7,3 4 
6 5 NTTS6_LD 16,327611 107,793993 5,7 5,6 -2 
7 5 SH1_SOL 16,650649 107,434386 6,8 6,1 -11 
8 5 SH2_SH 16,548907 107,627997 6,6 6,4 -4 
9 5 SH3_SDG 16,359801 107,775967 5,4 5,8 7 
10 5 SH4_ST 16,352092 107,789402 5,9 6,3 6 
Bảng 3.7: Đánh giá sai số BOD5 theo thực đo và tính toán mùa mưa 
TT Tháng Điểm Vĩ độ Kinh độ 
Thực đo 
(mg/L) 
Tính toán 
(mg/L) Sai số (%) 
1 11 NTTS1_QP 16,599375 107,52247 8,75 8,2 -6 
2 11 NTTS2_QC 16,59672 107,568099 9,1 8,9 -3 
3 11 NTTS3_PX 16,50011 107,664147 9,24 8,5 -9 
4 11 NTTS4_VT 16,433228 107,773621 5,37 5,6 4 
5 11 NTTS5_VH 16,357704 107,847166 7,91 7,7 -3 
6 11 NTTS6_LD 16,327611 107,793993 7,11 6,8 -5 
7 11 SH1_SOL 16,650649 107,434386 7,94 7,8 -2 
8 11 SH2_SH 16,548907 107,627997 8,48 7,2 -16 
9 11 SH3_SDG 16,359801 107,775967 7,7 7,4 -4 
10 11 SH4_ST 16,352092 107,789402 7,4 7,6 2 
Nhận xét: Sai số các điểm đo dao động từ 0 cho đến 16%. Sai số lớn 
xảy ra ở khu vực sông Hương. Đây là những khu vực luôn có sự ảnh hưởng 
phức tạp của dòng chảy. Tuy vậy, giá trị không lớn có thể chấp nhận được. 
199 
c. Yếu tố N-NO3- 
So sánh số liệu tính toán và thực đo: 
Bảng 3.8: Đánh giá sai số NO3- mùa khô theo thực đo và tính toán 
TT Tháng Điểm Vĩ độ Kinh độ 
Thực 
đo 
(mg/L) 
Tính 
toán 
(mg/L) 
Sai số 
(%) 
1 5 NTTS1_QP 16,599375 107,52247 0,43 0,41 -4,65 
2 5 NTTS2_QC 16,59672 107,568099 0,5 0,48 -4,00 
3 5 NTTS3_PX 16,50011 107,664147 0,4 0,35 -12,50 
4 5 NTTS4_VT 16,433228 107,773621 0,24 0,21 -12,50 
5 5 NTTS5_VH 16,357704 107,847166 0,3 0,32 6,67 
6 5 NTTS6_LD 16,327611 107,793993 0,25 0,26 4,00 
7 5 SH1_SOL 16,650649 107,434386 0,24 0,27 12,50 
8 5 SH2_SH 16,548907 107,627997 0,34 0,29 -14,71 
9 5 SH3_SDG 16,359801 107,775967 0,3 0,32 6,67 
10 5 SH4_ST 16,352092 107,789402 0,27 0,25 -7,41 
Bảng 3.9: Đánh giá sai số NO3- mùa mưa theo thực đo và tính toán 
TT Tháng Điểm Vĩ độ Kinh độ 
Thực 
đo 
(mg/L) 
Tính 
toán 
(mg/L) 
Sai số 
(%) 
1 11 NTTS1_QP 16,599375 107,52247 0,43 0,48 11,63 
2 11 NTTS2_QC 16,59672 107,568099 0,56 0,52 -7,14 
3 11 NTTS3_PX 16,50011 107,664147 0,43 0,41 -4,65 
4 11 NTTS4_VT 16,433228 107,773621 0,26 0,22 -15,38 
5 11 NTTS5_VH 16,357704 107,847166 0,32 0,34 6,25 
6 11 NTTS6_LD 16,327611 107,793993 0,29 0,26 -10,34 
7 11 SH1_SOL 16,650649 107,434386 0,29 0,22 -24,14 
8 11 SH2_SH 16,548907 107,627997 0,43 0,46 6,98 
9 11 SH3_SDG 16,359801 107,775967 0,33 0,28 -15,15 
10 11 SH4_ST 16,352092 107,789402 0,31 0,33 6,45 
Nhận xét: Sai số các điểm đo NO3- dao động từ 4 cho đến 24,14%. Số điểm 
có sai số trên 25% không có. Kết quả mô phỏng đảm bảo. 
200 
d. Yếu tố P-PO43- 
So sánh số liệu quan trắc và thực đo: 
Bảng 3.10: Đánh giá sai số nồng độ PO43- mùa khô thực đo và tính toán 
TT Tháng Điểm Vĩ độ Kinh độ 
Thực 
đo 
(mg/L) 
Tính 
toán 
(mg/L) 
Sai số 
(%) 
1 5 NTTS1_QP 16,599375 107,52247 0,18 0,22 22,22 
2 5 NTTS2_QC 16,59672 107,568099 0,19 0,21 10,53 
3 5 NTTS3_PX 16,50011 107,664147 0,22 0,17 -22,73 
4 5 NTTS4_VT 16,433228 107,773621 0,15 0,16 6,67 
5 5 NTTS5_VH 16,357704 107,847166 0,26 0,25 -3,85 
6 5 NTTS6_LD 16,327611 107,793993 0,16 0,13 -18,75 
7 5 SH1_SOL 16,650649 107,434386 0,18 0,17 -5,56 
8 5 SH2_SH 16,548907 107,627997 0,18 0,2 11,11 
9 5 SH3_SDG 16,359801 107,775967 0,15 0,13 -13,33 
10 5 SH4_ST 16,352092 107,789402 0,16 0,14 -12,50 
Bảng 3.11: Đánh giá sai số nồng độ PO43- mùa mưa thực đo và tính toán 
TT Tháng Điểm Vĩ độ Kinh độ 
Thực 
đo 
(mg/L) 
Tính 
toán 
(mg/L) 
Sai số 
(%) 
1 11 NTTS1_QP 16,599375 107,52247 0,18 0,15 -16,67 
2 11 NTTS2_QC 16,59672 107,568099 0,19 0,21 10,53 
3 11 NTTS3_PX 16,50011 107,664147 0,22 0,18 -18,18 
4 11 NTTS4_VT 16,433228 107,773621 0,15 0,14 -6,67 
5 11 NTTS5_VH 16,357704 107,847166 0,26 0,22 -15,38 
6 11 NTTS6_LD 16,327611 107,793993 0,16 0,17 6,25 
7 11 SH1_SOL 16,650649 107,434386 0,18 0,21 16,67 
8 11 SH2_SH 16,548907 107,627997 0,18 0,16 -11,11 
9 11 SH3_SDG 16,359801 107,775967 0,15 0,13 -13,33 
10 11 SH4_ST 16,352092 107,789402 0,16 0,18 12,50 
Nhận xét chung: Kết quả tính toán hiệu chỉnh nồng độ các yếu tố DO, 
BOD5, NO3-, PO43- cho thấy, giữa tính toán và thực đo sai khác không nhiều. 
Hầu hết giá trị tính toán sai khác < 25%. Đây là kết quả hiệu chỉnh tốt, mô hình 
CLN có thể sử dụng để phục vụ các nghiên cứu tiếp theo.