MÔ PHỎNG Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ XÁC ĐỊNH HỆ SỐ KHUẾCH TÁN RỐI NGANG ppt

MÔ PHỎNG Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ XÁC ĐỊNH HỆ SỐ KHUẾCH TÁN RỐI NGANG MODELING AIR POLLUTION AND DEFINITING HORIZONTAL TURBULENT COEFFICIENT Lê Thị Quỳnh Hà, Bùi Tá Long Viện Cơ học Ứng dụ

MÔ PHỎNG Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ XÁC ĐỊNH HỆ SỐ KHUẾCH

TÁN RỐI NGANG MODELING AIR POLLUTION AND DEFINITING HORIZONTAL

TURBULENT COEFFICIENT

Lê Thị Quỳnh Hà, Bùi Tá Long Viện Cơ học Ứng dụng - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Email: quynhhale@hcm.vnn.vn, buita@hcmc.netnam.vn -

TÓM TẮT

Trong bài báo trình bày phương pháp tiếp cận của các tác giả trong bài toán mô phỏng lan truyền chất ô nhiễm trong môi trường không khí Các hệ số này được sử dụng để tính toán ô nhiễm không khí

do các ống khói gây ra Các tác giả đã tiến hành tính toán các hệ số này cho một số tỉnh thành ở Việt Nam: TP Hồ Chí Minh, Ninh Thuận và Vùng Kinh tế trọng điểm Miền Trung Các kết quả tính toán ô nhiễm không khí do các ống khói với các hệ số nhận được cho kết quả phù hợp với thực tế,

ABSTRACT

The methods for calculating the turbulent coefficients are presented in this paper Those coefficients are used for the air pollution modelling by the stacks This method is realized for some provinces in Vietnam : Hochiminh city, Ninh Thuan province, The Central-Vietnam Key Economic Region The use of those coefficient for modeling air pollution give the results appropriate to observed data

Mở đầu

S p át tiển mạn mẽ của k oa h c k th ật

n ày nay dẫn đến sự p át tiển han ch n của

sản x ất hàn h á và q á tìn đ thị h á tên

toàn thế giới.Quá tìn p át t iển kin tế xã h i

một mặt k ô g n ừn c i thiện chất lư n số g

của co n ư i,một mặt tạo ra một loạt c c vấn

đề su th ái môi tư n tên toàn c u, đặ biệt

là ở n ữn nư c đan p át tiển.Vì vậy việ giữ

gìn và bảo vệ môi tư n đã tở nên vấn đề bức

x c.Tro g đ ,vấn đề bảo vệ môi tư n k ô g

k í chiếm một vị tí đặ biệt

Hiện nay để đán giá mức đ ô n iễm môi

tư n k ô g k í gây ra tại một v n tên thế

giới cũ g n ư ở Việt Nam thư n tồ tại hai

p ư n p áp sau:

• Phương pháp thực nghiệm: Đo đạc

khảo sát tại nhiều điểm trên hiện trường

của một vùng, bằng phương pháp thống

kê, đánh giá hiện trạng ô nhiễm không

khí vùng đó

• Phương pháp thống kê nửa thực

nghiệm : Dùng các mô hình toán học

nhằm mô tả quá trình khuyếch tán tạp chất cũng như tính toán với sự trợ giúp của máy vi tính để tính toán nồng độ tạp chất, chọn một số điểm đo đạc, khảo sát

để kiểm tra độ tin cậy của mô hình, sau

đó áp dụng mô hình, sau đó áp dụng mô hình để đánh giá cho các vùng khác có điều kiện tương tự

Theo tài lệu của WMO,UNEP hiện nay tên thế giới có k oản 2 mô hìn chia thàn 3 hư n chín sau đây:

• Hướng 1: Mô hình thống kê kinh

nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết Gauss

Các nhà khoa học có công phát triển hướng mô hình này là Taylor, Sutton, Tunner và hiện nay đang được các nhà khoa học trên thế giới hoàn thiện thêm

• Hướng 2: Mô hình thống kê thuỷ động

lực học sử dụng lý thuyết khuyếch tán rối trong điều kiện khí quyển có phân tầng nhiệt, mô hình này được Berliand hoàn thiện và áp dụng thành công ở Nga (nên còn được gọi là mô hình Berliand)

• Hướng 3: Mô hình số trị phải giải một

hệ từ 7-9 phương trình nhiệt động lực

học, cân bằng ẩm và cân bằng tạp chất

Hướng nghiên cứu này đang ở giai đoạn

thử nghiệm chưa thu được kết quả mấy

[6]

Mô hình lan truyền chất ô nhiễm

trong môi trường không khí của

BERLIAND

Berian đã tến hàn n hiên cứu về sự k uế h

tán chất ô n iễm to g môi tư n k ô g k í

theo p ư n p áp th ỷ đ n lực h c th n kê

Trên cơ sở đ ô g đã tm đư c cô g thức xá

địn n n đ tu g bìn chất ô n iễm tại điểm

có tọa đ x,y tên mặt p ẳn gần mặt đất (z =

1-2 mét đ i với n u n điểm

Xuất p át từ p ư n tìn vi p ân tổ g q át

∂  ∂  ∂  ∂  (1)

Berian giả thiết q á tìn k uế h tán rối là

dừn , tục Ox hư n theo chiều gió có vận tốc

tu g bìn là u,b q a c c lực xâm n ập và biến

đ i h á h c,giả thiết một số điều kiện gần đ n

Khi đ p ư n tìn vi p ân (1) đư c viết dư i

dạn sau:

∂ ∂ ∂  ∂  ∂  ∂  (2)

Để giải bài toán lan tu ền chất ô n iễm

Berian đã sử d n c c profle thẳn đứn của

tốc đ gió và hệ số k uế h tán rối có dạn lu

thừa n ư sau:

n z

z

z U

U =      

1 1

(3)

m z

z

z

K











=

1

1

Uz- Tốc độ gió tại độ cao z (m/s)

Kz- Hệ số khuếch tán rối tại độ cao z (m²/s)

n, m - Các chỉ số đặc trưng cho sự biến đổi của tốc độ gió và hệ số khuếch tán rối trong khí quyển theo chiều cao

Với c c điều kiện biên và ban đầu Berian đã giải p ư n tìn (2)bằn p ư n p áp p ân ly biến số, kết q ả đư c n hiệm của bài toán lan

tu ền chất ô n iễm tại mặt đất (z = 1-2 m) ứn với n u n điểm lên tục n ư sau:

3

1 0

1 2

0 1

( , ,0)

2(1 ) exp

4 (1 )

n

M

C x y

K x

n K x

+

+

(5)

Phân b chất ô n iễm tên mặt đất có tị số n n

đ tu g bìn cực đại Cma ở điểm có toạ đ Xma

tên tục Ox (heo hư n gió) đư c xá địn từ

cô g thức (2) th ả mãn điều kiện cực tị Giải điều kiện này ta tm đư c n n đ tu g bìn cực đại chất ô n iễm tại k oản c ch cực đại

tư n ứn :

1 0

1 )

1 ( 5 , 1 1

2 max

) 1 ( 116 , 0

U K

K H

U

M n

(6)

1

1 1 max

1 3

2

n K

H U X

n

+

(7)

Trong các công thức (5), (6), (7) ta có:

M- Lượng thải (Công suất nguồn thải)

(mg/s)

K1- Hệ số khuếch tán rối ở mực 1m (m²/s)

n- Số mũ của hàm biến thiên tốc độ gió

K0- Kích thước khuếch tán rối ngang (m) đặc trưng cho sự biến đổi của hình chiếu phễu khói trên mặt phẳng XOY, nó được

liên hệ với hệ số khuếch tán rối ngang Ky và tốc độ gió trung bình U theo công thức:

K0 = Ky/ U

U1- Tốc độ gió tại độ cao Z=1m

H - Độ cao hiệu dụng của ống khói (m) Đại

lượng này được tính theo công thức:

H = h + ∆H

h - Độ cao thực của ống khói (m)

∆H- Độ nâng ban đầu của luồng khí thải (m)

được tính theo công thức:









+

=

10

0 10

0 0

3 , 3 5 , 2

5

,

1

U T

T R g U

R

W

H

k

U10- Tốc độ gió tại độ cao 10 m (m/s)

∆T = Tr - Tk- Hiệu nhiệt độ giữa khí thải ra

khỏi miệng ống khói (Tr) và nhiệt độ môi

trường không khí xung quanh (Tk) (Tk, Tr

tính bằng Kelvin)

W0- Tốc độ phụt của luồng khí thải (m/s)

R0 - Bán kính miệng ống khói (m)

g - Gia tốc trọng trường (m/s2)

Như vậy ch n ta thấy, để tn toán sự ô n iễm

của k ô g k í d ố g k ói gây ra ta c n p ải

biết giá tị của c c hệ số k uế h tán

Xác định các hệ số khuếch tán rối

Hệ số khuếch tán rối đứng

Để n hiên cứu sự p ân tán của chất ô n iễm

to g k ô g k í c n thiết p ải biết giá tị của hệ

số k uế h tán rối to g lớp k í q yển gần mặt

đất.Cá cô g thức thực n hiệm giả địn profle

thẳn đứn hệ số k uế h tán rối biểu thị theo

q i luật lu thừa có dạn

1 1

m z

z

z

 

 

(9)

trong đó K1 - hệ số khuếch tán rối ở độ cao 1

mét

Để n hiên cứu sự p ân tán của chất ô n iễm

to g k ô g k í c n thiết p ải biết giá tị của hệ

số k uế h tán rối to g lớp k í q yển gần mặt

đất.Hầu n ư tất c c c p ư n p áp xá địn hệ

số k uế h tán rối đứn hiện nay đều sử d n

gradient n iệt đ và đ ẩm k ô g k í và vận tốc

gió

Một to g n ữn p ư n p á p ổ biến n ất là

p ư n p áp Bu u o Ưu điểm của p ư n

p áp này là đơn giản,n an ch n và th ận tện

của c c tham số sử d n (sự k á biệt của n iệt

đ ở hai đ c o và vận tốc gió ở một đ c o)

2 0 1

2,0 1

1 ln 0.14

1 1

z

K

z u

(10)

Nhữn năm gần đây n ư i ta cò sử d n c c kết q ả q an tắ c n bằn n iệt của bề mặt đệm

1 0.8

1.56

B P K

−

=

(11)

Tro g đ B – c n bằn bức xạ, P là d n n iệt vào đất, ∆tvà ∆e là chên lệ h n iệt đ và đ

ẩm k ô g k í ở c c mức 0.5 m và 2 m Theo [3],một số c c n à k oa h c Nga xá địn

K1 bằn cô g thức thực n hiệm sau:

( )

U

∆

(12)

∆U = U2 - U0,5 - hiệu tốc độ gió ở mực 2 và 0,5 mét

∆T = T0,5 - T2 - hiệu n iệt đ k ô g k í tại mực 0,5 và 2 mét

Hệ số khuếch tán rối ngang

Do ch yển đ n rối mà c c p ần tử (c c chất gây ô n iễm,c c vi sin vật, ) sẽ lan tu ền rất

n an t o g k ô g k í Đặ tưn ch k uế h tán rối chín là c c hệ số k uế h tán rối theo 3

tục Ox, Oy, Oz (K x , K y , K z ) ch n lên hệ với

q ãn đư n dịch ch yển Prant to g l th yết rối th n kê hiện đại Vì vậy để thiết lập q y luật biến đ i của K y theo k oản thời gian, ta

x ất p át từ cơ sở l th yết rối th n kê hiện đại theo n ư to g cô g tìn Theo n ư t o g cô g

tìn [2, 4] c c tá giả đã chỉ ra mối q an hệ giữa K x và R u đư c xá địn n ư sau:

( )= ′ ∫t u( )α α

x t u R d K

0 2

(13)

to g đ R u(α) là hàm tư n q an của thàn

p ần tốc đ theo tục x

Tích p ân của hệ số tư n q an R u( )α to g

cô g thức (1 ) có thứ n u ên thời gian và đặ

tưn ch k oản thời gian to g đ cò tồ tại

mối lên hệ tư n q an giữa c c ch yển đ n

của c c hạt to g d n ch yển đ n

( )

∫

∞

α

α

=

0

d

R

Đại lư n T u đư c g i là kích thư c rối

Lagran e

Tro g tư n hợp ch n thì sự p ụ th ộc của hệ

số k uế h tán vào thời gian có thể tm đ ợc nếu

n ư ch n ta đã biết dạn của hàm R u() Đối

với n ữn dạn d n rối k á n au thì hàm số

này xá địn dựa tên cơ sở c c dữ lệu kin

n hiệm h ặ với sự tợ giú của c c su luận lý

th yết.[2,5,1]

Một số kết quả ban đầu

Tro g p ần này ch n tôi dẫn ra một số ví d

kết q ả tn toán hệ số k uế h tán rối ch một

số địa p ư n k á n au theo n ữn số lệu k í

tư n mà ch n tôi có đư c: TP Hồ Chí Min ,

Nin Th ận và Vù g Kin tế Trọ g điểm Miền

Tru g

Kết quả tính toán hệ số khuếch tán rối ngang

cho điều kiện TP HCM

Ch ỗi số lệu đầu vào là c c giá tị q an t ắ

ch ẩn về vận tốc gió của Đài Khí tư n Th ỷ

văn p ía Nam to g c c năm 1 9 -2 0 (mỗi

n ày 4 o s q an tắ vào lúc 1 , 7 , 1 h và

1 h)

Sau k i lọc sai số và tến hàn n ữn tn toán

c n thiết, ch n ta n ận đư c hàm số tự tư n

q an của p ư n n an to g thán 1 /2 0 có

thể xấp xỉ k á tốt bởi hàm số

( )τ =exp(−0.0857×τ)

1

Với xấp xỉ hàm số tự tư n q an n ư tên,

ch n ta thấy rằn k i thời gian tăn lên thì hệ

số k uế h tán rối n an cũ g tăn lên, so g sự

tăn này t ở nên chậm dần k i tăn thời gian,và

sẽ tến tới giá tị k oản 1 6 m²s k i mà

tến đến v cù g,và k uế h tán rối n an có sự

p át tiển n ất Đối với tần biên k í q yển c c giá t ị này là hợp lý

y = e-0.0857x

R2 = 0.9177

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Hình 1 Xấp xỉ hàm số autocorrelation chuẩn hoá

tính cho tháng 12/2000

Một c ch tư n tự n ư vậy, c c tn toán đã

đư c tến hàn đ i với c c số lệu q an tắ

ch ẩn của vận tốc gió tại TP Hồ Chí Min to g

k oản thời gian 1 9 – 2 0 Có n ữn thán

c c tch p ân này có giá tị bằn k ô g - điều đ xảy ra vì hàm số tự tư n q an k ô g thể xấp xỉ

- giá tị của hàm này n an ch n tở nên n ỏ hơn k ô g, h ặ k ô g thấy có q y luật rõ ràn … Thư n n ữn tư n hợp này xảy ra

k i hư n gió thay đ i theo thời gian k ô g có

q y luật rõ ràn Cá giá tị lớn của tch p ân

n ận đư c với n ữn hàm số tư n q an thay

đ i chậm Để ý rằn theo lý th yết thì K x và K y

là bằn n au, sau k i sử d n cô g thức (1 )

ch n ta sẽ n ận đư c c c giá tị thích hợp bằn

c ch so sán với c c số lệu q an tắ thực tế Kết q ả ch thấy c c giá tị n ỏ hơn tỏ ra thích hợp hơn (Bản 1)

Bảng 1 Các giá trị kích thước rối ngang tính toán

cho TP HCM giai đoạn 1991-2000

Tháng 1991 1992 1993 1994 1995

1 5.64 0.00 5.48 12.00 11.24

2 5.22 0.00 4.18 9.31 6.83

3 5.00 12.36 6.22 3.49 0.00

4 6.15 17.39 0.00 12.42 0.00

5 8.99 26.32 16.81 9.39 72.99

6 21.65 59.88 9.35 8.00 5.36

7 9.88 8.36 22.17 0.00 7.46

8 9.91 9.25 10.27 4.22 10.03

9 4.52 19.61 5.02 3.93 24.27

10 11.60 25.32 25.25 11.03 9.85

11 4.63 9.73 10.21 0.00 5.73

12 11.21 3.43 5.52 13.87 0.00

Tháng 1996 1997 1998 1999 2000

1 0.00 8.58 23.53 14.16 5.25

2 7.67 10.93 5.69 8.78 14.86

3 9.12 4.46 8.40 6.33 24.04

4 10.01 0.00 4.87 34.25 8.02

5 13.50 75.19 33.11 23.75 0.00

6 5.66 0.00 0.00 12.52 31.75

7 74.07 9.64 0.00 0.00 22.57

8 26.81 0.00 29.94 71.94 31.55

9 49.75 13.25 24.57 40.00 67.57

10 9.08 6.38 21.88 9.96 31.85

11 6.92 9.60 13.53 13.99 17.42

12 9.89 10.01 14.04 13.72 11.67

Kết quả tính toán hệ số khuếch tán rối ngang

cho điều kiện tỉnh Ninh Thuận

Ch ỗi số lệu đầu vào của c c tn toán này là

c c giá t ị q an tắ ch ẩn về vận tốc gió của

Trạm k í tư n Phan Ran to g c c năm 1 9

-2 0 (mỗi n ày có 4 o s q an tắ vào lúc 1 ,

7 , 1 h và 1 h) Từ c c số lệu đ ch n ta có

đư c c c hệ số K0 ch điều kiện Phan Ran

(Bản 2)

Bảng 2 Các giá trị kích thước rối ngang tính toán

cho Phan Rang

1999 2000 2001 2002 2003

1 10.69 14.11 59.34 28.10 19.58

2 22.00 26.86 40.74 7.26 75.00

3 8.80 50.69 233.00 7.26 13.73

4 8.80 96.10 40.86 7.26 13.73

5 8.80 25.61 40.74 7.26 34.89

6 8.80 25.61 40.74 7.26 13.73

7 8.80 25.61 6.79 7.26 21.20

8 12.20 108.31 20.09 7.26 13.73

9 8.80 25.61 40.74 7.26 13.73

10 10.32 3.04 40.74 7.26 13.73

11 32.82 25.61 85.29 20.39 14.09

12 17.45 8.21 43.46 38.60 13.73

Kết quả tính toán hệ số khuếch tán

rối ngang cho điều kiện Vùng KTTĐ Miền

Trung

Tro g q á tìn thực hiện bài báo này c c tá

giả đã n ận đư c sự giú đỡ rất n iệt tn của

c c c n b của c c Đài Khí tư n Tru g Tru g

b Tu n iên mặ d rất cố gắn n ưn tá giả

vẫn k ô g có đư c c c số lệu q an tắ k í

tư n của Đài Khí tư n Quản Nam, vì vậy

c c tn toán chỉ có thể đư c tến hàn ch 3

tn thàn Huế,Quản Ngãi và Đà Nẵn Ch ỗi

số lệu đầu vào là c c giá tị q an tắ ch ẩn về vận tốc gió của Đài Khí tư n Đà Nẵn và Quản Ngãi to g c c năm 2 0 -2 0 ; và c c số

lệu tư n tự của Thừa Thiên – Huế to g c c năm 2 0 -2 0 (mỗi n ày có 4 o s q an tắ vào lúc 1 ,7 ,1 h và 1 h)

Ch n ta có thể thấy rằn n ìn ch n ở k u vực

Vù g Kin tế tọ g điểm miền Tru g thì vận tốc gió tu g bìn c c thán là k ô g c o – rấ í c c thán có giá tị tu ệt đ i tu g bìn thán của

c c thàn p ần vận tốc gió lớn hơn 1 Phư n sai của c c thàn p ần tốc đ gió là k ô g lớn,

c c thán có giá tị này lớn thì cũ g chỉ xấp xỉ 1

Rõ ràn n u ên n ân của điều này là d c c lần

q an tắ thấy lặn gió của k u vực này là rất lớn.Tại Trạm Khí tư n Huế và Quản Ngãi số lần lặn gió q an tắ đư c to g thời gian 3 năm là rất lớn, 7 % c c thán có tần suất lặn gió q an t ắ đư c vư t q á 5 % Tại t ạm k í

tư n Đà Nẵn thì số lần lặn gió có í hơn,

n ưn vẫn cò đán kể

Bảng 3 Số trường hợp lặng gió mỗi tháng tại

VKTTĐMT

2002 2003 2004 2001 2002 2003

1 68 65 65 51 47 42

2 65 60 63 43 50 48

3 64 57 67 59 57 47

4 63 70 68 63 56 65

5 70 79 67 69 62 49

6 65 68 65 77 66 37

7 79 70 72 68 85 64

8 75 74 73 62 59 64

9 68 69 74 66 67 66

10 76 69 73 48 47 47

11 66 73 67 37 40 50

12 55 71 79 46 60 37

Có n ữn thán c c tch p ân này có giá tị bằn k ô g - điều đ xảy ra vì hàm số tự tư n

q an k ô g thể xấp xỉ - giá t ị của hàm này

n an ch n tở nên n ỏ hơn k ô g, h ặ

k ô g thấy có q y luật rõ ràn Thư n n ữn

tư n hợp này xảy ra k i hư n gió thay đ i theo thời gian k ô g có q y luật rõ ràn , và có

lẽ c n n ữn đ đạ thư n x yên hơn.Cá giá

tị lớn của tch p ân n ận đư c với n ữn hàm

số tư n q an thay đ i chậm.Theo lý th yết thì

K x và K y là bằn n au Sau k i sử d n cô g

thức (1 ) ch n ta sẽ n ận đư c c c giá t ị thích

hợp bằn c ch so sán với c c số lệu q an tắ

thực tế Kết q ả ch thấy c c giá tị n ỏ hơn tỏ

ra thích hợp hơn và ch n ta có c c giá tị K0

n ư chỉ ra to g Bản 4

Vùng Kinh tế trọng điểm miền Trung giai đoạn

2001 - 2004

HUẾ

2002 2003 2004

1 36.09 101.99 12.50

ĐÀ NẴNG

2001 2002 2003

Sử dụng kết quả tính toán hệ số khuếch tán rối ngang để tính toán sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm trong môi trường không khí

Để đán giá đ tn c y của c c tham số K0 đư c

tn toán theo p ư n p áp đã tìn bày ở tên,

ch n ta xem xét kết q ả ứn d n c c kết q ả này vào tn toán thực tế ch c c địa p ư n n i

tên

Kết quả tính toán bước đầu cho Nhà máy Điện Hiệp Phước - địa bàn TP Hồ Chí Minh

Nhà máy Điện Hiệp Phư c đư c xây dựn n ằm

cu g ứn b su g n u n điện ch k u chế x ất Tân Th ận, thị tấn mới d c đư n 1 km và

k u cô g n hiệp cơ bản tại p ía nam.Nhà máy nằm tại Ấp Đô g, xã Hiệp Phư c, Hu ện Nhà

Bè,TP Hồ Chí Min ,địa điểm này nằm tại điểm hợp lưu của sô g Nhà Bè và kên Đồ g Điền Tro g n ữn năm 1 9 – 2 0 Viện Môi Trư n và Tài Ng yên đã tến hàn giám sát môi tư n k ô g k í của n à máy, n ữn số

lệu này và số lệu q an tắ của Đài Khí tư n

Th ỷ văn Nam b đã là cơ sở ch n ưn tn toán so sán

Tro g “Chư n tìn giám sát chất lư n môi

tư n k ô g k í n à máy điện Hiệp Phư c của Tru g tâm Cô g n hệ Môi tư n – Viện Môi tư n và Tài n u ên có dẫn ra c c vị tí của c c điểm đ ,chế đ làm việ của c c tổ máy

và giá tị n n đ chất ô n iễm tại điểm đ Từ

c c số lệu này và "Báo c o đán giá tá đ n môi tư n Nhà máy Điện Hiệp Phư c ,c c tá giả đã n ận đư c c c số lệu c n thiết để tn toán n n đ chất ô n iễm tại c c điểm đ Cá tham số k í tư n đư c lấy từ số lệu q an t ắ

Vì n ữn lý d về số lệu,ch n tôi ch n chất ô

n iễm để tn toán là SO2.Mô hìn p át tán chất

ô n iễm đư c d n là mô hìn Ber ian

Kết q ả tn toán ch thấy, n n đ tn toán

theo mô hìn Berian với c c giá tị của hệ số

K0 n ận đư c ch kết q ả tư n đ i gần với số

lệu đ đạ Khi cô g suất của n à máy tăn lên

thì n n đ chất ô n iễm cũ g tăn lên.Độ lệ h

giữa tn toán và thực đ có thể đư c giải thích

bởi n iều n u ên n ân: d sai số c c hệ số của

mô hìn ,d sai số của q á tìn q an tắ Tu

n iên n ữn kết q ả này cũ g ch thấy n ữn

mô hìn dạn Ber ian có k ả năn mô tả k á

tốt bức tan p át tán chất ô n iễm của ố g k ói

cũ g n ư sự c n thiết p ải có n ữn cô g tìn

n hiên cứu n ằm Việt Nam h a c c hệ số của

mô hìn ,mà bài báo này là một to g n ữn cố

gắn đ

Kết quả tính toán bước đầu cho khu công

nghiệp Hoà Khánh

Hình 2 Các ống khói khu công nghiệp Hoà

Khánh

Cá th n số k th ật của ố g k ói của k u

cô g n hiệp Hoà Khán (Hìn 2) chiều c o,

đư n kín , n iệt đ k í thải, tốc đ p ụt k í,

tải lư n k í thải í đư c q an tắ hơn

Tro g q á tìn làm cô g tìn tá giả chỉ có

đư c một số số lệu n ư vậy ch năm 2 0 Vì

thế, c c tn toán ch k u cô g n hiệp Hoà

Khán cũ g thực hiện ch năm 2 0 với c c

điều kiện k í tư n đặ tưn sau đây: điều kiện

gió tu g bìn mỗi thán , điều kiện lặn gió,

điều kiện gió lớn.ứn với mỗi hư n gió ch n

ta xây dựn c c lư i tn rên p ủ lên k u vực

k u cô g n hiệp Hoà Khán Cá kết q ả tn

toán n n đ cực đại (mg/m³ của c c chất ô

n iễm ch điều kiện tốc đ gió t u g bìn đư c

dẫn ra to g Bản 5

Bảng 5 Kết quả tính toán nồng độ cực đại

(mg/m³) cho các tháng năm 2002

1 0.469 0.185 0.199 0.032 0.061

2 0.484 0.198 0.021 0.034 0.065

3 0.340 0.117 0.013 0.023 0.038

4 0.240 0.079 0.010 0.013 0.026

5 0.238 0.074 0.008 0.012 0.024

6 0.479 0.198 0.022 0.021 0.065

7 0.518 0.021 0.022 0.025 0.068

8 0.511 0.199 0.022 0.023 0.065

9 0.345 0.118 0.013 0.021 0.039

10 0.348 0.119 0.013 0.023 0.039

11 0.524 0.182 0.021 0.038 0.060

12 0.478 0.176 0.020 0.035 0.058

TCVN 0.5 40 0.3 0.4 -

Cá kết q ả tn toán ch thấy to g hầu hết c c

tư n hợp thì n n đ c c chất ô n iễm đều thấp hơn n n đ ch p ép của têu ch ẩn Việt Nam TCVN 5 3 – 1 9 Thật vậy,n n đ CO cực đại đạt đư c vào thán 2, thán 6, thán 8 năm 2 0 to g c c kịch bản này là gần 0.1 9 mg/m³, n ỏ hơn 2 0 lần so với n n đ ch

p ép (4 mg/m³ Nồ g đ b i lơ lửn đạt giá tị cưc đại gần 0.2 mg/m³ vào thán 1/2 0 giá tị này chỉ bằn nửa n n đ ch p ép Tư n tự, vào thán 1 /2 0 n n đ NOx đạt giá tị cực đại là 0.0 8 mg/m³, n ỏ hơn n n đ ch p ép

là 1 lần Nồ g đ VOC (chất hữu cơ dễ bay hơi cũ g chỉ đạt giá tị cực đại là 0.0 8 mg/m³ Chỉ có n n đ SO2 là cù g bậ với TCVN

5 3 – 1 9 ,và vào thán 7,8 và thán 1 năm

2 0 thì có tồ tại v n có n n đ SO2 lớn hơn n n đ ch p ép, tu n iên v n này có diện tch rất n ỏ (rên Hìn 3 chỉ có thể thấy

v n có n n đ lớn hơn 0.1 mg/m³,n ưn diện

tch của v n này cũ g k ô g lớn lắm)

Như vậy,có thể thấy là đ i với n ữn điều kiện

tu g bìn thì h ạt đ n của c c ố g k ói k u

cô g n hiệp Hoà Khán chưa làm ch k ô g

k í x n q an k ô g th ả mãn TCVN loại A

Kết quả tính toán bước đầu cho tỉnh

Ninh Thuận

Để mô p ỏ g ản hư n đến môi tư n k ô g

k í tn Nin Th ận ch n ta c n p ải có đư c

c c số lệu q an tắ k í tư n Tại Trạm Khí

tư n Phan Ran ,c c q an tắ k í tư n đư c

tến hàn đều đặn với 4 o s q an tắ một n ày

Với sự h tợ n iệt tn của c c c n b Trạm

Khí tư n Phan Ran ,c c tá giả đã có thể sử

d n số lệu k í tư n của c c năm 1 9 –

2 0 Cá số lệu q an tắ vận tốc và hư n

gió đã đư c sử d n để tn toán c c hệ số

k uế h tán rối n an ch k u vực Nin Th ận

theo p ư n p áp đã t ìn bày ở c c p ần tư c

Ng ài ra mô p ỏ g sự ô n iễm k ô g k í d c c

ố g k ói cò c n có c c số lệu về c c ố g k ói

và tải lư n của ch n h ạt đ n t o g địa bàn

tn Nin Th ận và c c tn lân c n n ư Bìn

Th ận, Khán Hoà, Lâm Đồ g… Tu n iên

điều kiện số lệu cũ g n ư thời gian thực hiện đề

tài tư n đ i hạn chế Mặ d đã có sự h tợ

n iệt tn của c c c n b của S Kh a h c Cô g

n hê và S Tài n u ên Môi tư n tn Nin

Th ận,n óm c n b thực hiện đề tài cũ g chỉ có

đư c một số số lệu n ư vậy của một số n à

máy, cơ sở sản x ất thị xã Phan Ran – Tháp

Chàm (Hìn 4).Tu n iên c c số lệu này man

tn chất địn tn n iều hơn địn lư n , và

k ô g ch thấy đư c sự thay đ i theo thời gian

của h ạt đ n c c n à máy

Hình 4 Một số ống khói khu vực thị xã Phan

Rang – Tháp Chàm

Vì thế, c c tn toán ch k u vực Phan Ran

đư c n óm tá giả thực hiện ch năm 2 0 với

c c điều kiện k í tư n đặ tưn sau đây: điều

kiện c c hư n gió chín mỗi thán (ch n

hư n gió có tần suất lớn n ất to g thán và vận tốc tu g bìn đ i với hư n gió này) Qua

c c bản tên ch n ta có đư c hư n gió chín mỗi thán và vận tốc tu g bìn năm 2 0 n ư sau (Bản 6)

Bảng 6 Các hướng gió chính năm 2003 Tháng Tần suất

lớn nhất (%)

Hướng gió

có tần suất lớn nhất

Vận tốc trung bình của hướng (m/s)

Cá kết q ả tn toán n n đ cực đại (mg/m³ của c c chất ô n iễm ch c c điều kiện tốc đ gió t u g bìn đư c dẫn ra to g Bản 7

Bảng 7 Kết quả tính toán nồng độ cực đại (mg/m³) cho các tháng năm 2002 Tháng CO SO2 Bụi NO2

1 1.81 2.60 1.10 6.00

2 1.51 1.64 0.71 3.79

3 2.35 3.50 1.44 8.07

4 2.52 4.52 1.87 10.43

5 1.42 2.89 1.00 6.39

6 2.97 5.03 1.76 11.24

7 1.83 3.34 1.18 7.38

8 2.42 4.34 1.53 9.66

9 3.60 5.99 1.90 13.55

10 2.86 4.42 1.70 10.20

11 2.52 3.74 1.52 8.62

12 2.34 3.49 1.42 8.05

TCVN 40 0.5 0.3 0.4

Cá kết q ả tn toán ch thấy to g tất c c c

tư n hợp có gió thì n n đ cực đại của CO đều thấp hơn n n đ ch p ép của têu ch ẩn Việt Nam TCVN 5 3 – 1 9 Thật vậy, n n

đ CO cực đại đạt đư c vào n ày 1 /1 /2 0

to g c c kịch bản này là gần 4.6 mg/m³, n ỏ

hơn gần 1 lần so với n n đ ch p ép (4

mg/m³ Đối với c c chất cò lại thì to g tất c

c c tư n hợp có gió n n đ cực đại của

ch n đều c o hơn n n đ ch p ép của têu

ch ẩn Việt Nam TCVN 5 3 – 1 9 Nồ g đ

b i lơ lửn đạt giá tị cực đại gần 2,6 mg/m³

vào thán 1 /2 0 , cò giá tị cực tểu bằn

0,7 mg/m³ tại thán 2/2 0 ; giá tị này đã lớn

hơn n n đ ch p ép loại A (0,3 mg/m³

Tư n tự, vào thán 1 /2 0 n n đ NO2 đạt

giá t ị cực đại là 1 ,6 mg/m³ và cực tểu là 3,7

mg/m³, c hai giá tị này đều lớn hơn n n đ

ch p ép loại A (0,4 mg/m³ Nồ g đ SO2 có

giá tị cực đại là 8,0 mg/m³ và cực tểu là 1,6

mg/m³, c hai giá tị này đều lớn hơn n n đ

ch p ép loại A (0,5 mg/m³

Tu n iên n ữn điều n i tên chỉ đ n đ i với

n n đ cực đại của c c chất ô n iễm.Về mặ

toàn thể bức tan ô n iễm thì c c v n có n n

đ chât ô n iễm lớn hơn giá tị ch p ép có diện

tch k ô g lớn lắm (Hìn 5)

Ch n ta xem xét tư n hợp lan tu ền chất ô

n iễm to g điều kiện lặn gió Tro g tư n

hợp này chất ô n iễm lan tu ền theo c c hư n

n ư n au, sự k ô g đẳn hư n của tư n

n n đ chất ô n iễm là d sự p ân b c c ố g

k ói k ô g đ n n ất Ch n ta có thể thấy là

c c đư n đ n mức to g t ư n hợp này lan

rộ g hơn tư n hợp có gió,và toàn b c c n n

đ cực đại của c c chất đều vư t q á n n đ

ch p ép.Tu n iên c c v n có n n đ chât ô

n iễm lớn hơn giá tị ch p ép có diện tch

k ô g lớn lắm x n q an chân c c ố g k ói,vì vậy n ữn k u vực gần chân c c ố g k ói có

n n đ chất ô n iễm c o

Nhìn ch n , có thể thấy rằn c c n n đ c o của c c chất ô n iễm đều tập tu g ở gần c c

ố g k ói của c c n à máy đư n ,n à máy gạ h

và n à máy xi măn d tải lư n giả địn của

c c ố g k ói này là lớn hơn so với c c ố g k ói

k á Đối với c c kịch bản với gió có tần suất

c o n ất mỗi thán thì n ìn ch n n n đ NO2

lu n có giá tị c o n ất,rồi tới n n đ SO2,cò

n n đ b i lơ lửn có giá tị thấp n ất, đây

cũ g ch yếu d đ n g p của c c ố g k ói

tên.Tu n iên n ìn ch n sự h ạt đ n của c c

ố g k ói tên chưa làm ản hư n xấu lắm đến

k ô g k í x n q an tn Nin Th ận Trên Hìn 6 ch n tôi dẫn ra ví d kết q ả tn toán

n n đ CO d c c ố g k ói tên gây ra Trên hìn này có thể thấy rằn c c đư n đ n mức với c c n n đ lớn chiếm diện tch k ô g đán kể

Kết luận

Như vậy, to g bài báo này dựa tên cơ sở lý

th yết c c tá giả đã đề ra một p ư n p áp xá địn hệ số k uế h tán rối n an để ứn d n

to g c c tn toán p ân b n n đ chất ô

n iễm to g môi tư n k ô g k í Cá hệ số này n ận đư c bằn c ch xử lý c c số lệu q an

tắ vận tốc gió.Kết q ả tn toán ch thấy,mô hìn Ber ian với c c giá tị của hệ số K0 n ận

đư c ch kết q ả tư n đ i gần với số lệu đ

đạ Tro g tư n lai ch n tôi sẽ tếp tục p át

tiển h àn thiện c c n hiên cứu này

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Batchelor G.K The application of the

similarity theory of turbulence to atmospheric diffusion.–Quart J Roy Met Soc., 1950, vol 76, N 328, p 133–146

2 Ozmidov R.V Phân tán hỗn hợp trong đại

dương - Leningrad, 1986 - 280 с

3 Phạm Ngọc Hồ, Hoàng Xuân Cơ Cơ sở

khí tượng học, tập III NXBKhoa học và kỹ thuật Hà Nội, 1991

4 Phạm Ngọc Hồ Phương pháp xác định hệ

số khuếch tán rối trong lớp biên khí quyển Thông báo khoa học các trường đại học N2,

1993

5 Taylor G.I Diffusion by continuous

movements.–Proc Lond Math Soc., 1921, ser A, vol 20, p 196-211

6 Phạm Ngọc Đăng Môi trường không khí

Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội., 2001 – 436 tr