Page 126 - Tạp chí Giao thông Vận Tải - Số Tết Dương Lịch

Số 12/2024 (748) KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
Tập
6
4
Tập 64
Nghiên cứu xây dựng chương trình mô phỏng sự cố tràn dầu

dựa trên phương pháp đồ họa 3D tích hợp bản đồ số

(*)
n ThS. ĐỖ TRUNG KIÊN ; PGS. TS. NGUYỄN MẠNH CƯỜNG; TS. ĐỖ VĂN CƯỜNG
Trường Đại học Hàng hải Việt Nam
Email: dotrungkien@vimaru.edu.vn
(*)

TÓM TẮT: Trên thế giới đã tồn tại nhiều nghiên areas of the Hai Phong sea region, employing a 3D
cứu về mô phỏng tràn dầu với rất nhiều cách tiếp graphics method integrated with a GIS topographic
cận khác nhau. Tuy nhiên, có thể thống kê theo map. The program’s results have been validated
hai hướng chính: Sử dụng phần mềm thương mại against the commercial software MIKE and a real oil
để mô phỏng và thực hiện tự xây dựng chương spill incident to ensure high accuracy and reliability.
trình mô phỏng dựa trên các thuật toán có sẵn sau
khi đã cải tiến để phù hợp với điều kiện và môi KEYWORDS: Oil spill, simulation, MIKE.
trường nghiên cứu. Đối với các phần mềm thương
mại, người dùng khó có thể can thiệp vào chương
trình tính toán, chi phí tương đối cao và không tự
chủ trong việc nâng cấp, cải tiến độ chính xác của 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
chương trình. Ngược lại, nếu tự phát triển chương Mỗi khi xảy ra sự cố tràn dầu, các cơ quan chức năng
trình mô phỏng tràn dầu sẽ góp phần tích cực giúp và các công ty dầu khí phải bỏ ra các chi phí rất lớn để thực
cho lĩnh vực mô phỏng tràn dầu trong nước đạt hiện ứng phó giảm thiểu tác động. Mức độ nghiêm trọng
được những thành tựu mới và dần dần tự chủ, nội của các tác động thường phụ thuộc vào số lượng và loại
địa hóa sản phẩm, giảm dần sự phụ thuộc vào các dầu tràn, điều kiện môi trường xung quanh, mức độ nhạy
chương trình tính toán thương mại của nước ngoài. cảm của các sinh vật và môi trường sống của chúng với
Xuất phát từ quan điểm đó, tác giả đã thực hiện dầu. Khi dầu thô tràn ra biển sẽ hình thành vết dầu loang,
xây dựng một chương trình tính toán mô phỏng và tức là lớp dầu mỏng nổi trên mặt biển, chịu tác động của
dự đoán chuyển động của vệt dầu loang tại khu vực
bến Gót, Lạch Huyện, thuộc vùng biển Hải Phòng các yếu tố ngoại cảnh do dòng chảy, gió, sóng chi phối dẫn
dựa trên phương pháp đồ họa 3D có tích hợp bản đến làm gia tăng thể tích và khối lượng dầu loang (thứ tự
đồ địa hình GIS. Kết quả của chương trình được so hàng chục đến hàng trăm mét mỗi ngày), đồng thời các
sánh với phần mềm thương mại MIKE và một vụ quá trình khuếch tán chậm, quy mô thấp, định hình lại vết
tràn dầu thực tế cho độ chính xác cao và tin cậy. dầu loang (thứ tự centimet đến mét mỗi ngày) chịu trách
nhiệm điều chỉnh nồng độ của chất gây ô nhiễm. Thang
TỪ KHÓA: Tràn dầu, mô phỏng, MIKE. thời gian và tầm quan trọng tương đối của các quy trình
ABSTRACT: Numerous studies have been phụ thuộc vào các yếu tố môi trường và sự cố tràn cụ thể
conducted globally on the simulation of oil spills, như lượng dầu tràn, đặc tính hóa lý ban đầu của dầu, điều
employing a variety of methodologies. These kiện khí tượng và trạng thái biển.
efforts can be broadly categorized into two primary Nhìn chung, vấn đề nghiên cứu mô phỏng tràn dầu
approaches: The utilization of commercial software trên thế giới được khái quát dưới hai hướng chính: Phát
for simulations and the development of custom triển phần mềm thương mại có bản quyền để tính toán
simulation programs that are tailored to specific cho tất cả các khu vực trên thế giới như các phần mềm
conditions and research environments through the MIKE [1], DELFT 3D [2], OPEN OIL [3], PISCES [4]… Mặt khác,
enhancement of existing algorithms. Commercial các nhà khoa học cũng không ngừng nghiên cứu tự xây
software often presents limitations, such as minimal dựng mô hình mô phỏng và dự đoán tràn dầu để phù hợp
user intervention in the computational processes, với điều kiện địa hình và tình hình khí tượng thủy văn tại
high costs and a lack of autonomy regarding khu vực nghiên cứu. Tuy có hai hướng nghiên cứu chính
upgrades and accuracy improvements. In contrast, như vậy, nhưng thực chất các mô hình thương mại cũng có
the creation of self-developed oil spill simulation sự kế thừa các nghiên cứu tự xây dựng, sau đó cải tiến và
programs can significantly advance the domestic tinh chỉnh các thông số để cho ra kết quả phù hợp.
field of oil spill response, fostering self-sufficiency, Xét về góc độ thời gian và tính logic của khoa học, các
localization of products and a gradual decrease in
reliance on foreign commercial software. In light nghiên cứu tự xây dựng mô phỏng tràn dầu đương nhiên
of this perspective, the author has designed a sẽ ra đời trước. Từ những năm 60 của thế kỷ 20, Fay [5] đã
program that calculates, simulates and predicts the đưa ra các học thuyết về mô phỏng tràn dầu dựa trên các
movement of oil slicks in the Got and Lach Huyen giai đoạn trọng lực, lực quán tính, độ nhớt và sức căng bề
mặt. Tuy nhiên, kết quả dựa trên lý thuyết của Fay cho thấy

125