Bài giảng MÔ HÌNH HÓA MÔI TRƯỜNG - Phần 7 doc

C – nồng độ tức thời của chất ô nhiễm tại điểm xem xét do một nguồn thải nhất định trong điều kiện thời tiết nhất định vận tốc gió, hướng gió, độ ổn định gây ra.. CÁC KÝ HIỆU§ Cxytổn

Đối với tạp chất nặng

w w

=

1 1 0

2 1

1 1

1 1

u

MH y

çè

æ

+

x k

y x

k n

H

0

2 1

2

1 1

41

exp

w - là tốc độ rơi của các hạt có dạng hình cầu, trong đó ρ p - mật độ các hạt

bụi, r p - bán kính của chúng Trong công thức trên w được xác định bằng

và mm tương ứng

2

2 10 3

( )

5.11

063

1 0

1 1

5

1 1

k

k H

u

M

n C

n

m

+G

1 1

) 5

1 ( ) 1

H

u x

n m

w

+ +

Nồng độ cực đại tại mặt đất

§ M – Lượng thải (công suất nguồn thải) (mg/s);

§ k1 – là hệ số khuếch tán rối ở độ cao z1 = 1m (m 2 /s);

§ n – số mũ hàm biến thiên tốc độ gió n = 0.14 – 0.2 Thường lấy

n=0.14 trong điều kiện bất ổn định và n = 0.2 khi khí quyển ổn

định (GS Lê Đình Quang đã tính cho Hà Nội);

§ k0 – Kích thước khuếch tán rối ngang (m): k0 =ky/U;

§ u1 – Tốc độ gió tại độ cao z= 1 m

Trường hợp lặng gió

( )

2 2 2

1 2

1 2 1

1

1 1

ù ê

ë

é

+

+ +

n

H n

k

M y

x

C

n

b p

1 2 4

3 1

æ

+

D +

=

10

0 10

0 0

1 , 273

3 ,

3 5

, 2

5 ,

1

V T

T R

g V

R

W H

k

Độ cao hữu dụng

§ V10 – Vận tốc gió tại độ cao 10 m;

§ ΔT – Hiệu nhiệt độ giữa khí thải ra khỏi miệng ống khói (Tr) và nhiệt độ môi trường không khí xung

quanh (Tk);

§ W0 – Tốc độ phụt ra của luồng khí thải (m/s);

§ R0 – Bán kính miệng ống khói (m);

§ g – Gia tốc trọng trường (m/s2);

Bài tập ứng dụng phương

pháp Berliand

Nhà máy B có ống khói cao 35 m, bán kính trong của miệng ống khói là r =

0.9 m, vận tốc khí thải từ ống khói phụt ra là W0 =9.1 m/s, tải lượng CO

là M = 76.580 g/s, nhiệt độ của khói thải là Ts = 228ºC Nhiệt độ không khí xung quanh là Ta = 30°C Tốc độ gió ở độ cao 10 m dự báo là là 3.0 m/s, hệ số khuếch tán rối ngang k0=12 m 2 /s,hệ số khuếch tán rối đứng

k1 =0.03 m 2 /s, hệ số lưu ý tới sự thay đổi vận tốc gió theo phương đứng

n = 0.14

§ Hãy tính vận tốc gió tại độ cao 1 m.

§ Hãy tính vệt nâng ống khói theo công thức Berliand.

§ Hãy tính nồng độ chất ô nhiễm dọc theo hướng gió tại khoảng cách x =

1500 (m)

§ Hãy tính nồng độ chất ô nhiễm tại điểm có tọa độ (x,y) = (1500 m, 45 m).

§ Tìm giá trị cực đại đạt được của nồng độ

Các bước giải

n

m h

h U

ø

ö ç

14 0

ø

öç

è

æ

+

D +

=

10

0 10

0 0

1 , 273

3 ,

3 5

, 2

5 ,

1

V T

T R

g V

R

W H

k

( 30 273 , 1 ) 3 0 ? ( )

198 9

0 8 9 3 ,

3 5

,

2 0

3

9 0 1 9 5 ,

è

æ

´ +

´

´

´ +

H h

( )

ø

ö ç

ç è

æ

+

+

x k

y x

k n

H u x

k k

n

M y

x C

n

0

2

1 2

1 1 2

3 0

1 2

0 ,

ç è

æ

+

p

-+

x k n

H u x

k k

n

M x

C

n

1 2

1 1 2

3 0

1 exp 1 1

2

0 , 0 ,

ö çç

è

æ

´

´ +

´ -

0 14

0 1

889

53 173

.

2 exp

1500 12

15 3 03

0 14

0 1

2

1000 58

.

76 0

, 0 , 1500

2

14 0 1

2 3

´ -

´

´

´ +

´

=

+ 45 889

53 173 2 exp

1500 12

14 3 03 0 14 0 1 2

1000 58

76 0

, ,

2 2

14 0 1

2 3

y x C

( )

( )

1 0

1 1

5 1 1

2 max

1 116

0

u k

k H

u

M n

173 2 12

03

0 889

53 173 2

1000 58

76 14

0 1 116

14 0 1 5 1

´

Tính nồng độ cực đại

MÔ HÌNH HÓA Ô NHIỄM KHÔNG

KHÍ (IV)

Bùi Tá Long, Viện Môi trường và Tài nguyên

NỘI DUNG

Trung bình:

Ngày đêm, tháng, năm

Nồng độ trung bình

gio

huong vanCac toccapgio

quyencua khidinhcap on

Cac 16

8

.C

P

P – tần suất xuất hiện của các sự kiện (thông số) như: vận

tốc gió, hướng gió và cấp ổn định của khí quyển

C – nồng độ tức thời của chất ô nhiễm tại điểm xem xét do

một nguồn thải nhất định trong điều kiện thời tiết nhất định

(vận tốc gió, hướng gió, độ ổn định) gây ra

Nồng độ trung bình tháng, năm

tgió - Thời gian có gió trên tất cả các hướng;

tlặng - Thời gian lặng gió;

to = tgió+ tlặng - Tổng thời gian quan trắc (ngày

đêm, tháng hoặc năm);

ta - thời gian có gió trên hướng ;

m – số hướng gió, thông thường m = 8

Hệ số trung bình về tần suất gió

t t

t t

t t

- Tần suất lặng gió: Plặng =

gio

lang

t t

- Tần suất gió trên hướng a :

= +

=

=

t

t t

t

t t

t

t t

+

= 1

a a

Phương pháp thứ ba

Công thức xác định nồng độ trung bình ngày đêm theo tần suất gió

)

( 1

) ( )

m i

lang lang

) ( )

(i lang lang i ( 1 lang ) m i

-=

) 1

( PlangP

ka = a

-] )

1 (

1

)

( 1

)

m lang

i lang lang

-=

Cxy(i) – nồng độ trung bình tại vị trí có tọa độ x,y do nguồn

CÁC KÝ HIỆU

§ Cxy(tổng) - nồng độ tổng cộng trung bình do n

nguồn thải gây ra tại điểm tính toán;

§ Clặng(i) -nồng độ tức thời do nguồn thải thứ i gây

ra tại điểm tính toán khi lặng gió (u=0);

§ Ca(i) - nồng độ tức thời do nguồn thải thứ i gây

ra tại điểm tính toán khi có gió thổi theo hướng

a ứng với vận tốc gió trung bình trên hướng đó và độ ổn định trung bình của khí quyển trong

suốt khoảng thời gian tính toán trị số trung bình (ngày đêm, tháng hoặc năm)

Baéc

Taây-1 giờ 7 giờ 13 giờ 19 giờ

TẦN SUẤT LẶNG GIÓ, TẦN SUẤT THEO 8 HƯỚNG CHÍNH VÀ VẬN TỐC GIÓ TRUNG BÌNH

Tháng 1 Lặng gió,P % 25.6 Bắc, P%

VTB

0.7 2.2 Đông Bắc,P%

VTB

10.2 3.0 Đông, P%

VTB

52.3 4.8 Đông Nam, P%

VTB

5.4 3.7 Nam, P%

VTB

2.0 2.8 Tây Nam, P%

VTB

0.07 3.0 Tây, P%

VTB

0.7 2.6

qKhi tính toán phát tán ô nhiễm chất khí trong môi trườngkhông khí do các nguồn thải khác nhau gây ra, ngoài việcxác định nồng độ ô nhiễm tức thời, ta còn cần phải biết và

dự báo được sự phân bố nồng độ trung bình trong một

phạm vi thời gian dài hơn

qĐã có nhiều mô hình được đề xuất để giải quyết bài toánnày Một trong số mô hình đó là mô hình nguồn thải vùng

do Hanna – Gifford đề xuất

qĐặc điểm nổi bật của mô hình này là nó sử dụng các giátrị trung bình về khí tượng cũng như tải lượng ô nhiễm

Mô hình Hanna – Gifford

ĐẦU VÀO (INPUT) CHO MÔ HÌNH

§ Về khí tượng: vận tốc gió trung bình và

tần suất gió trung bình.

§ Tải lượng ô nhiễm : trung bình theo

tháng

Q

Qai – là tải lượng ô nhiễm tại các ô vuông (mg/s) được gán cho điểm tại tâm ô vuông Ký hiệu N0 là số hàng và M0 là số cột Như vậy tại tâm mỗi hình chữ nhật

æ D

-1

1 ) (

* 2 1

) (

* 2 ) , ( )

, ( 1

b b

b

k i k

i j

k Qa j

i Qa

x C

) ,

( j i

j

, 1

j

i - 1 ,

HƯỚNG BẮC

æ

- -

-+ -

+ -

÷ ø

ö ç

è

æ D p

+

=

-

-0

1

1 1

1

1 ) (

* 2 1

) (

* 2 ) , ( )

,

( )

1 (

1 2

i k

b b

N

b N

b a

u

x P

è

æ

- -

-+ -

+ -

÷ ø

ö ç è

-0

1

1 1

1

1 ) (

* 2 1

) (

* 2 ) , ( )

,

( )

1 (

1 2

j k

b b

D

b D

b a

u

x P

C

p

HƯỚNG ĐÔNG

æ

- -

-+ - +

-÷ ø

ö ç è

æ D

-=

-

1

1 1

1

1 ) (

* 2 1

) (

* 2 ) , ( )

, ( )

1 (

1 2

k

b b

T

b T

T Qa i j Qa i k j k j k

b a

u

x P

è

-÷ ø

ö ç è

æ D

-=

-

1

1 1

1

1

* 2 1

* 2 ) ,

( )

, ( )

1 (

1 2

k

b b

DB

b DB

DB Qa i j Qa i k j k k k

b a

u

x P

C

p

HƯỚNG ĐÔNG NAM

HƯỚNG TÂY NAM

ø

ö çç

è

æ

-

-+ +

+

+ -

÷ ø

ö ç è

æ D

-=

-

k

b b

DN

b DN

b a

u

x P

1

1 1

1

1

* 2 1

* 2 ) ,

( )

,

( )

1 (

1 2

è

æ

-

-+ -

+

+ -

÷ ø

ö ç è

æ D

-=

-

k

b b

TN

b TN

TN Qa i j Qa i k j k k k

b a

u

x P

1

1 1

1

1

* 2 1

* 2 ) ,

( )

,

( )

1 (

1 2

è

æ

-

-+ -

-+ -

÷ ø

ö ç

1

1 1

1

1

* 2 1

* 2 ) ,

( )

,

( )

1 (

1 2

k

b b

b TB

b a

u

x P

C

p

C C

C C

C C

Khi đó nồng độ tại tâm ô vuông (i,j) được tính

theo công thức

MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG

NƯỚC (I)

Bùi Tá Long

Nội dung

1 Mở đầu

2 Các khái niệm cơ bản

3 Mô hình chất lượng nước đơn giản

4 Bài tập

có một ý nghĩa quan trọng.

§ Tiếng Anh trong kỹ thuật tài nguyên nước (tác giả: Bùi

Công Quang, Trần Mạnh Tuân, NXB Xây dựng 2001)

§ Từ điển môi trường và phát triển bền vững Anh – Việt, NXB KH & KT

ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA THỂ

NƯỚC

§ Đặc tính thủy động

› Nước sông được đặc trưng bởi hướng dòng chảy và độ sâu

tương đối của lớp nước (từ 0.1 m/s tới 2-3 m/s);

› Dòng chảy thay đổi liên tục theo không gian và thời gian Diễn ra

sự xáo trộn liên tục theo phương đứng nhờ dòng đối lưu và

dòng rối Ngoài ra sự xáo trộn theo phương ngang do sự hợp

lưu hay những nơi sông rộng.

› Kích thước của thủy vực và khí hậu quyết định đặc tính thủy

động của mỗi dạng nước.

§ Đặc tính hóa lý

§ Đặc tính sinh học

Đặc tính hóa lý

§ Thông số vật lý: màu sắc, mùi vị, nhiệt độ của nước, lượng các chất rắn lơ lửng và hòa tan trong nước, các chất dầu mỡ trên bề mặt

nước.

§ Các thông số hóa học: phản ánh những đặc tính hóa học hữu cơ và

vô cơ của nước.

§ Đặc tính hóa hữu cơ của nước thể hiện trong quá trình sử dụng ôxy hòa tan trong nước của các loại vi khuẩn, vi sinh vật để phân hủy

các chất hữu cơ Các thông số đặc trưng ở đây là: Nhu cầu ôxy sinh học BOD (mg/l), nhu cầu ôxy hóa học COD (mg/l), nhu cầu ôxy tổng cộng TOD (mg/l), tổng số các các bon hữu cơ TOC (mg/l) Trong

các thông số trên, BOD là thông số quan trọng nhất.

§ Đặc tính hoá vô cơ của nước bao gồm độ mặn, độ cứng, độ pH, độ axít, độ kiềm, lượng chứa các ion, mangan (Mn), Clo (Cl), Sunfat

(SO4)…

Đặc tính sinh học

§ Thông số sinh học: gồm loại và mật độ của các vi khuẩngây bệnh, các vi sinh vật trong mẫu nước phân tích

Phân loại nguồn nước

§ Tùy theo mục đích sử dụng được chia thành các loại

nguồn nước: cấp cho sinh hoạt, nuôi trồng thủy sản …

§ Theo độ mặn : nước ngọt, nước lợ và nước mặn

§ Theo vị trí nguồn nước: nguồn nước mặt (sông, suối, ao,

hồ ….), nguồn nước dưới đất

Các nguồn gây ô nhiễm

Water Pollution Sources

§ Các khối nước như sông, hồ hay bãi nước có thể bị ô nhiễm do các nguồn từ nơi khác chảy vào, ví dụ như

sông có thể bị ô nhiễm do sự lắng đọng từ không khí,

và có thể bị ô nhiễm do sự trao đổi ô nhiễm do bùn lắngphù sa từ đáy

§ Các nguồn chảy vào có thể được chia ra thành: nguồn

nhiễm được đổ vào như một dòng tập trung dưới dạngống cống riêng biệt hay chất ô nhiễm đổ xuống sông từdòng chảy tràn từ bề mặt đất với các chất hóa học vàsinh học trong đó

Nước thải từ nhà hàng, chợ

Nước thải công nghiệp

Nước thải sinh hoạt