Thạc Sĩ Ô nhiễm dầu trên vùng biển Việt Nam và Biển Đông

1
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .16
1. Sự hình thành của đề tài 16
2. Mục tiêu, đối tượng, tính cấp thiết, phạm vi nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và
thực tiễn của đề tài .16
3. Xuất xứ đề tài 17
4. Mục tiêu hoàn thiện công nghệ, quy mô và trình độ, tính khả thi và hiệu quả
kinh tế 17
CHƯƠNG 1 - NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC NGUỒN Ô NHIỄM DẦU TRÊN
VÙNG BIỂN VIỆT NAM VÀ BIỂN ĐÔNG .19
1.1 Ô nhiễm dầu tự nhiên .19
1.1.1 Tổng quan về các nguồn dầu khí tự nhiên: vị trí, phân bố tiềm năng .19
1.1.2 Tìm hiểu khả năng di chuyển của dầu khí dưới tác động của các điều kiện
địa chất, địa động lực, kiến tạo khu vực .27
1.1.3 Đánh giá phạm vi, mức độ và khả năng ảnh hưởng gây ô nhiễm của các
nguồn dầu khí tự nhiên đối với dải ven bờ .29
1.2 Giao thông biển và nguy cơ ô nhiễm dầu .33
1.2.1 Tổng quan về giao thông biển Việt Nam .33
1.2.2 Đánh giá về tình hình xúc, rửa các tàu biển trên các vùng biển Việt Nam.36
1.3 Ô nhiễm dầu do các hoạt động sản xuất và phát triển ven bờ .40
1.3.1 Tình hình ô nhiễm dầu do các hoạt động sản xuất công nghiệp .40
1.3.2 Tình hình ô nhiễm dầu do các hoạt động sản xuất khai thác hải sản và du
lịch ven biển 42
1.3.3 Tình hình ô nhiễm dầu do các hoạt động phát triển kinh tế xã hội, đô thị
hóa trên dải ven biển 44
1.4 Khai thác thăm dò dầu khí và các vấn đề ô nhiễm dầu 48
1.4.1 Nghiên cứu khảo sát đặc điểm các hệ thống công nghệ khoan - khai thác dầu
liên quan đến vấn đề ô nhiễm dầu trên biển .48
1.4.2 Khảo sát đặc điểm các hệ thống thu gom - vận chuyển dầu từ các công
trình đang khai thác đến các địa điểm tiêu thụ, liên quan đến vấn đề ô nhiễm dầu
trên biển 55
1.4.3 Ô nhiễm dầu do vận chuyển và khai thác trong ngành dầu khí 56
1.5 Ô nhiễm dầu từ các tàu đắm .60
1.6 Ô nhiễm dầu không rõ nguồn gốc .62
1.7 Kết quả nghiên cứu 64 2
CHƯƠNG 2 - PHÂN VÙNG NGUY CƠ Ô NHIỄM DẦU TRÊN BIỂN VIỆT
NAM VÀ BIỂN ĐÔNG 73
2.1 Cơ sở khoa học đánh giá nguy cơ ô nhiễm dầu trên biển .73
2.1.1 Phương pháp GIWA Regional assessment 54 – South China Sea 73
2.1.2 Mô hình số trị không gian phân vùng nguy cơ ô nhiễm dầu cho vịnh Hạ
Long 74
2.1.3 Đánh giá nguy cơ ô nhiễm dầu và sẵn sàng ứng phó tại vùng phía đông
biển Địa Trung Hải .75
2.1.4 Đánh giá nguy cơ ô nhiễm dầu vùng biển các nước thuộc cộng đồng châu
Âu 76
2.2 Phương pháp đánh giá và phân vùng nguy cơ ô nhiễm dầu trên vùng biển
Việt Nam và biển Đông 81
2.2.1 Các nguồn ô nhiễm dầu trên vùng biển Việt Nam và biển Đông 81
2.2.2 Mô hình phân tích nguy cơ ô nhiễm dầu .82
2.3 Phân tích nguy cơ ô nhiễm dầu trên các vùng biển Việt Nam .84
2.3.1 Nguy cơ ô nhiễm tại vùng biển bắc vịnh Bắc Bộ .86
2.3.2 Nguy cơ ô nhiễm tại vùng biển nam vịnh Bắc Bộ 88
2.3.3 Nguy cơ ô nhiễm tại vùng biển từ Quảng Trị đến Quảng Ngãi .89
2.3.4 Nguy cơ ô nhiễm tại vùng biển Bình Định đến Ninh Thuận 91
2.3.5 Nguy cơ ô nhiễm tại vùng biển từ Bình Thuận đến Cà Mau .94
2.3.6 Nguy cơ ô nhiễm tại vùng biển từ Cà Mau đến Kiên Giang 96
2.3.7 Nguy cơ ô nhiễm tại vùng biển bắc biển Đông 98
2.3.8 Nguy cơ ô nhiễm tại vùng biển giữa biển Đông 100
2.3.9 Nguy cơ ô nhiễm tại vùng biển nam biển Đông .102
2.4 Xây dựng hệ thống bản đồ phân vùng nguy cơ ô nhiễm dầu cho biển Việt
Nam và biển Đông 104
2.5 Kết luận .106
CHƯƠNG 3 - BỘ CÁC MÔ HÌNH DỰ BÁO LAN TRUYỀN Ô NHIỄM DẦU
TRÊN BIỂN CÓ KHẢ NĂNG TÍCH HỢP VỚI HỆ THỐNG MÔ HÌNH DỰ
BÁO BIỂN 107
3.1 Tổng quan các mô hình số trị dự báo trường khí tượng thủy văn biển, lan
truyền và biển đổi dầu trên thế giới và ở Việt Nam 107
3.2 Tổng hợp dữ liệu phục vụ mô hình tính toán 114
3.3 Nghiên cứu lựa chọn mô hình 118
3.3.1 Mô hình dự báo các điều kiện khí tượng .119
3.3.2 Nghiên cứu lựa chọn mô hình dự báo trường sóng .125
3.3.3 Hiệu chỉnh và kiểm chứng mô hình tính sóng .126 3
3.3.4 Nghiên cứu lựa chọn mô hình dòng chảy 131
3.3.5 Nghiên cứu lựa chọn mô hình lan truyền và biến đổi dầu tích hợp với các
mô hình dự báo biển .135
CHƯƠNG 4 - CƠ CHẾ BIẾN ĐỔI VÀ LAN TRUYỀN DẦU TRÊN VÙNG
BIỂN ViỆT NAM VÀ BIỂN ĐÔNG CHO MỘT SỐ KỊCH BẢN TIÊU BIỂU.155
4.1 Tính toán và hiệu chỉnh mô hình đã lựa chọn .155
4.1.1 Miền tính và lưới độ sâu tính toán .155
4.1.2 Số liệu đầu vào .156
4.1.3 Hiệu chỉnh mô hình 156
4.2 Áp dụng mô hình đã lựa chọn tính toán lan truyền và biến đổi dầu theo các
kịch bản .167
4.3 Xây dựng bản đồ lan truyền và biến đổi dầu theo các kịch bản 170
4.4 Phân tích cơ chế lan truyền và biến đổi dầu theo các kịch bản .175
CHƯƠNG 5 - CƠ SỞ DỮ LIỆU HỖ TRỢ CÔNG TÁC DỰ BÁO VÀ ỨNG PHÓ
SỰ CỐ TRÀN DẦU VÀ PHÂN VÙNG NGUY CƠ Ô NHIỄM DẦU .196
5.1 Nguồn tư liệu xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu hỗ trợ công tác dự báo và
ứng phó sự cố tràn dầu và phân vùng nguy cơ ô nhiễm dầu 196
5.2 Thiết kế xây dựng cơ sở dữ liệu 196
5.2.1 Hệ qui chiếu, khu vực nghiên cứu, tỷ lệ bản đồ .196
5.2.1.1 Hệ qui chiếu 196
5.2.1.2 Khu vực nghiên cứu 197
5.2.2 Thiết kế nội dung và cấu trúc của CSDL .197
5.2.3 Lớp thông tin nền .198
5.2.4 Lớp thông tin về các cơ sở khai thác chế biến dầu khí 199
5.2.5 Lớp thông tin về các sự cố tràn dầu trong quá khứ trên vùng biển Đông và
biển Việt Nam 200
5.2.6 Lớp thông tin về giao thông vận tải biển .200
5.2.7 Lớp thông tin vùng có nguy cơ ô nhiễm dầu 201
5.2.8 Lớp thông tin về các hoạt động kinh tế - xã hội ven biển 201
5.2.9 Lớp thông tin về điều kiện khí tượng thủy văn biển .202
5.2.10 Các lớp thông tin bổ trợ .204
5.2.11 Lớp thông tin tổng hợp phục vụ phân tích vết dầu trên ảnh siêu cao tần204
5.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu trong phần mềm ArcGIS .205
5.3.1 Lớp thông tin nền 206
5.3.2 Lớp thông tin về các cơ sở khai thác chế biến dầu khí .209
5.3.3 Lớp thông tin về các sự cố tràn dầu trong quá khứ trên vùng biển Đông và
biển Việt Nam 212 4
5.3.4 Lớp thông tin về giao thông vận tải biển 214
5.3.5 Lớp thông tin phân vùng nguy cơ ô nhiễm dầu 216
5.3.6 Lớp thông tin các hoạt động kinh tế - xã hội ven biển .217
5.3.7 Lớp thông tin các điều kiện khí tượng thủy văn biển 219
5.3.8 Lớp thông tin bổ trợ 222
5.3.9 Lớp thông tin tổng hợp phục vụ phân tích vết dầu trên ảnh RADAR .225
CHƯƠNG 6 - HỆ THỐNG PHẦN MỀM NHẬN DẠNG VÀ PHÂN LOẠI VẾT
DẦU TRÊN BIỂN TỪ TƯ LIỆU VIỄN THÁM SIÊU CAO TẦN .228
6.1 Xây dựng phần mềm đọc và chuyển đổi khuôn dạng tư liệu SAR 228
6.1.1 Các khuôn dạng tư liệu siêu cao tần phổ biến và nhu cầu chuyển đổi về
khuôn dạng thống nhất .228
6.1.1.1 Khuôn dạng JAXA ALOS PALSAR 228
6.1.1.2 Khuôn dạng ERSDAC ALOS PALSAR 229
6.1.1.3 Khuôn dạng RADARSAT 232
6.1.1.4 Khuôn dạng ENVISAT ASAR .235
6.1.2 Các thuật toán chuyển đổi khuôn dạng .237
6.1.3 Chuyển đổi tư liệu JAXA PALSAR .242
6.1.4 Lập trình và thử nghiệm chương trình chuyển đổi khuôn dạng tư liệu siêu
cao tần 244
6.1.4.1 Chuyển đổi tư liệu JAXA ALOS PALSAR 245
6.1.4.2 Chuyển đổi tư liệu ERSDAC ALOS PALSAR 249
6.1.4.3 Chuyển đổi tư liệu ENVISAT ASAR .249
6.1.4.4 Chuyển đổi tư liệu RADARSAT 250
6.2 Xây dựng phần mềm lọc nhiễu tư liệu siêu cao tần .252
6.2.1 Nhiễu đốm trên tư liệu viễn thám siêu cao tần và các bộ lọc phổ biến .252
6.2.2 Lập trình và thử nghiệm phần mềm lọc nhiễu tư liệu siêu cao tần .255
6.2.3 Xây dựng phần mềm tự động hiệu chỉnh hình học ảnh siêu cao tần .256
6.2.3.1 Nhu cầu hiệu chỉnh hình học ảnh siêu cao tần và đề xuất thuật toán .256
6.2.3.2 Lập trình và thử nghiệm phần mềm tự động hiệu chỉnh hình học ảnh
siêu cao tần 258
6.3 Xây dựng phần mềm nhận dạng và phân loại vết dầu trên biển .259
6.3.1 Tổng quan về kỹ thuật nhận dạng và phân loại vết dầu trên biển .259
6.3.2 Đề xuất thuật toán nhận dạng và phân loại vết dầu trên biển 262
6.3.3 Lập trình phần mềm nhận dạng và phân loại vết dầu trên biển 262
6.4 Xây dựng phần mềm nén ảnh .263
6.4.1 Tổng quan về kỹ thuật nén ảnh và cung cấp ảnh trên mạng .263
6.4.2 Xây dựng chương trình chuyển đổi khuôn dạng ảnh viễn thám về ECW.265 6.5 Xây dựng phần mềm chuyển đổi khuôn dạng điểm ảnh sang vec tơ cho các
đường biên vết dầu .266
6.6 Tích hợp các hợp phần xây dựng hệ thống phần mềm OilDetect 271
6.6.1 Cấu trúc hệ thống phần mềm Oildetect 1.0 .272
6.6.2 Hệ thống phần mềm nhận dạng và phân loại vết dầu trên biển Oildetect
1.0 274
CHƯƠNG 7 - QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ DỰ BÁO Ô NHIỄM DẦU TRÊN
BIỂN DO SỰ CỐ PHỤC VỤ CÔNG TÁC XỬ LÝ Ô NHIỄM VÀ GIẢM THIỂU
ẢNH HƯỞNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG SINH THÁI, PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ
HỘI 282
7.1 Quy trình công nghệ phân tích vết dầu trên tư liệu viễn thám siêu cao
tần 284
7.1.1 Chuẩn bị số liệu và phân tích sơ bộ bằng mắt 284
7.1.2 Sử dụng phần mềm OilDetect phân tích vết dầu .284
7.1.3 Xây dựng báo cáo quan trắc vết dầu và gửi thông báo thông qua trang chủ
hệ thống giám sát và cảnh báo sớm ô nhiễm dầu trên biển .288
7.2 Quy trình công nghệ tính toán lan truyền và dự báo lan truyền ô nhiễm
dầu trên biển .288
CHƯƠNG 8 - XÂY DỰNG THỬ NGHỆM HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ CẢNH
BÁO SỚM Ô NHIỄM DẦU TRÊN BIỂN .291
8.1 Tổng quan các hệ thống giám sát và cảnh báo sớm ô nhiễm dầu trên biển291
8.2 Nghiên cứu đề xuất hệ thống giám sát và cảnh báo sớm ô nhiễm dầu trên
biển trên quan điểm liên ngành và đa lĩnh vực .295
8.3 Trao đổi dữ liệu trên mạng diện rộng phục vụ cảnh báo sớm ô nhiễm dầu
trên biển .300
8.4 Xây dựng thử nghiệm trang chủ Hệ thống giám sát và cảnh báo sớm ô
nhiễm dầu trên biển 303
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .312
TÀI LIỆU THAM KHẢO .317
PHỤ LỤC 324