Nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ nền (18oC)
Triều cường Triều kém
Trong pha triều lên (1)
Trong pha triều xuống(2)
Trong pha triều lên(3)
Trong pha triều xuống(4) >1oC 343.0 km2 308.7 km2 322.5 km2 311.01 km2
Nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ nền (18oC)
Triều cường Triều kém
Trong pha triều lên (1)
Trong pha triều xuống(2)
Trong pha triều lên(3)
Trong pha triều xuống(4) >3oC 4.9 km2 14.1 km2 13.39 km2 16.1 km2
>4oC 3.16 km2 23.3 km2 13.58 km2 21.4 km2
Như vậy, với cùng 1 lưu lượng xả là 60m3/s, so với khi khơng có sóng ở phương án 3 và khi sóng hướng Đơng-Bắc ở phương án 1 thì trong phương án 5 sóng hướng Đơng gây ảnh hưởng trực tiếp tới lan truyền nhiệt vùng nghiên cứu. Chênh lệch nhiệt độ cao giữa khối nước xả và nước biển đều lớn ở cả 4 pha triều.
Hình 32: So sánh diện tích lan truyền nhiệt 3.1.6 Phương án 6: Q=24m3/s, W=90o 3.1.6 Phương án 6: Q=24m3/s, W=90o
Cũng như phương án 5, trong trường hợp này xu hướng lan truyền nhiệt trải đều về cả 2 hướng Bắc và Nam so với điểm xả trong cả 4 pha triều. Tuy nhiên lưu lượng xả nhỏ nên diện tích vùng bị ảnh hưởng nhiệt là rất ít. (Bảng 17)
>1oC >1oC >1 oC >1oC >2oC >2oC >2oC >2oC >3oC >3oC >3oC >3 oC >4oC >4oC >4oC >4oC 0 50 100 150 200 250 300 350 1 2 3 4
Pha triều lên kỳ triều cường (1) Pha triều xuống kỳ triều cường (2)
Pha triều lên kỳ triều kém (3) Pha triều xuống kỳ triều kém (4)
Hình 33: Quá trình lan truyền nhiệt trong các pha triều Bảng 17: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 6 Bảng 17: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 6
Nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ nền (18oC)
Triều cường Triều kém
Trong pha triều lên (1)
Trong pha triều xuống(2)
Trong pha triều lên(3)
Trong pha triều xuống(4)
>1oC 361.1 km2 340.4 km2 356.9 km2 340.1 km2 >2oC 4.02 km2 24.5 km2 7.9 km2 19.6 km2
Có thể thấy khu vực chênh lệch trên 3oC trong pha (1) không đáng kể, trong pha thứ (4) diện tích chênh lệch nhiệt với mơi trường là 5.4km2 và tập trung ở ngay ngồi cửa sơng.
So sánh với phương án 2 khi sóng hướng Đơng-Bắc và phương án 4 khơng có sóng thì phương án 6 sóng Đơng vng góc với bờ cho kết quả chênh lệch nhiệt độ cao so với nước biển là lớn nhất.
Nhận xét chung cho 6 phương án mùa khô:
Trước hết về thủy động lực học: Modul Mike 21/3 cho kết quả về trường vận tốc và trường mực nước tốt, các quy luật của sóng đứng vùng cửa sơng ổn định.
Thứ 2 là quá trình lan truyền nhiệt: Khu vực có chênh lệch nhiệt độ với mơi trường trên 1oC ở cả 6 phương án khá đều nhau, dao động trong khoảng 350km2.Vì thế tập trung vào so sánh chênh lêch nhiệt độ trên 2, 3, 4oC trong các pha triều của cả 6 phương án trên. Kết quả thu được cho thấy:
Các phương án có lưu lượng xả 60m3/s đều có diện tích vùng chênh lệch nhiệt độ với mơi trường lớn hơn các phương án có lưu lượng xả 24m3/s.
Hướng và độ lớn sóng thay đổi có ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình lan truyền và khuếch tán nhiệt.
Phương án thứ 5 (lưu lượng xả 60m3/s và sóng hướng Đơng) là trường hợp có chênh lệch nhiệt độ với mơi trường lớn nhất ở cả 4 pha triều. (Hình 34)
Tuy nhiên trong phương án 6 khi giảm lưu lượng xả chỉ cịn 24m3/s và giữ ngun hướng sóng, kết quả cho thấy vùng chịu ảnh hưởng của khối nước xả thải hầu như khơng cịn nhiều.
Nguyên nhân: vào mùa khơ lưu lượng xả trung bình trên sơng Trà Lý chỉ vào khoảng 143m3/s, lưu lượng xả của nhà máy là 60m3/s và xả liên tục suốt ngày đêm. Như vậy chênh lệch về lưu lượng xả và lưu lương nước sông không chênh lệch
nhiều dẫn đến khối nước nóng xả từ kênh của nhà máy khơng kịp được làm mát bởi mơi trường.
Hướng sóng Đơng theo thiết kế 10% chiếm 24.34% (chỉ sau hướng Đông- Nam chiếm 25.44%) tổng hướng sóng trong năm.
Bảng 18: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án mùa khơ
Tên phương
án
Chênh lệch nhiệt độ với môi trường
(18oC)
Triều cường Triều kém
Pha lên Pha xuống Pha lên Pha xuống
1 >1oC 355.6km2 333.8 km2 341.8 km2 337.5 km2 >2oC 5.3 km2 10.9 km2 14.1 km2 16.1 km2 >3oC 2.8 km2 18.2 km2 8.7 km2 8.8 km2 >4oC 1.4 km2 2.1 km2 0.4 km2 2.6 km2 2 >1oC 362.4 km2 357.4 km2 353.7 km2 360.3 km2 >2oC 2.7 km2 7.5 km2 11.1 km2 3.5 km2 >3oC 0.1 km2 0.3 km2 1.2 km2 3 >1 oC 354.6 km2 336.5 km2 339.8 km2 335.8 km2 >2 oC 5.9 km2 14.3 km2 15.2 km2 16.6 km2 >3 oC 1.3 km2 9.9 km2 8.01 km2 9.5 km2 >4 oC 4.3 km2 1.9 km2 3.1 km2 4 >1oC 360.82 km2 325.9 km2 354.6 km2 348.8 km2 >2oC 4.3 km2 23.7 km2 9.7 km2 13.04 km2 >3oC 15.4 km2 0.56 km2 2.89 km2 >4oC 0.06 km2 0.2 km2 0.31 km2 5 >1oC 343.0 km2 308.7 km2 322.5 km2 311.01 km2 >2oC 13.9 km2 18.8 km2 15.6 km2 16.5 km2 >3oC 4.9 km2 14.1 km2 13.39 km2 16.1 km2 >4oC 3.16 km2 23.3 km2 13.58 km2 21.4 km2
Tên phương
án
Chênh lệch nhiệt độ với môi trường
(18oC)
Triều cường Triều kém
Pha lên Pha xuống Pha lên Pha xuống
6
>1oC 361.1 km2 340.4 km2 356.9 km2 340.1 km2
>2oC 4.02 km2 24.5 km2 7.9 km2 19.6 km2
>3oC 0.001km2 0.103 km2 0.22 km2 5.4 km2
Pha triều lên kỳ triều cường Pha triều xuống kỳ triều cường
Pha triều lên kỳ triều kém Pha triều xuống kỳ triều kém
Hình 34: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án mùa khơ
Hình 34 biểu diễn diện tích truyền nhiệt trong cả 6 phương án đối với những vùng có chênh lệch nhiệt độ với mơi trường là 2,3 và 4oC ở cả 4 pha triều.
3.2 MÙA MƯA
Thời gian tính tốn được sử dụng cho mơ hình vào mùa mưa tính từ ngày 05/07/2010 tới 21/07/2010. 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 1 2 3 4 5 6
>2oC >3oC >4oC
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 1 2 3 4 5 6
>2oC >3oC >4oC
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 1 2 3 4 5 6
>1oC >2oC >3oC
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 1 2 3 4 5 6
Lưu lượng xả của nước làm mát nhà máy tính cho 2 trường hợp là Q=24m3/s và Q=60m3/s. Lưu lượng nước trên sơng lấy trung bình tháng 7 là 537m3/s.
Hướng sóng được xét đến là hướng đông và đông-nam; W=90o và W=135o, đồng thời xét đến cả quá trình lan truyền nhiệt khi khơng có ảnh hưởng của sóng: Khơng có sóng.
Nhiệt độ tại cống xả nước làm mát là T=34oC, nhiệt độ nước biển trung bình Tw=28oC.
Tọa độ điểm xả là: 664088.268 Đông và 2265098.825 Bắc (UTM) Với mỗi kịch bản đều xét tới cả 2 thời kỳ triều cường và triều kiệt
- Thời kỳ triều cường: Pha triều lên xảy ra vào lúc 16 giờ ngày 12 tháng 7 ở bước thứ 208 của chuỗi thời gian tính tốn. Pha triều xuống xảy ra vào lúc 6 giờ ngày 13 tháng 7 ở bước thứ 222.
- Thời kỳ triều kém: Pha triều lên xảy ra lúc 20 giờ ngày 18 tháng 7 ở bước 336. Pha triều xuống xảy ra lúc 10 giờ ngày 19 tháng 7 ở bước 370 của chuỗi tính tốn. Bảng 19: Các kịch bản tính tốn mùa mưa KB Triều Sóng Thiết kế 10% [7] Lưu lượng xả Nhiệt độ nước Nhiệt độ xả Ghi chú Hướng Độ lớn Chu kỳ Q Tw Ts
7 Triều cường 135o 1.15m 4.2s 24 m3/s 28o 34o mùa mưa Triều kiệt 135 o 1.15m 4.2s 24 m3/s 28o 34o mùa mưa
8 Triều cường 135 o 1.15m 4.2s 60 m3/s 28o 34o mùa mưa Triều kiệt 135 o 1.15m 4.2s 60 m3/s 28o 34o mùa mưa
9 Triều cường 90 o 1.15m 4.2s 24 m3/s 28o 34o mùa mưa Triều kiệt 90 o 1.15m 4.2s 24 m3/s 28o 34o mùa mưa
10 Triều cường 90 o 1.15m 4.2s 60 m3/s 28o 34o mùa mưa Triều kiệt 90 o 1.15m 4.2s 60 m3/s 28o 34o mùa mưa
KB Triều Sóng Thiết kế 10% [7] Lưu lượng xả Nhiệt độ nước Nhiệt độ xả Ghi chú Hướng Độ lớn Chu kỳ Q Tw Ts
11 Triều cường khơng có sóng 24 m3/s 28o 34o mùa mưa Triều kiệt khơng có sóng 24 m3/s 28o 34o mùa mưa
12 Triều cường khơng có sóng 60 m3/s 28o 34o mùa mưa Triều kiệt không có sóng 60 m3/s 28o 34o mùa mưa
3.2.1 Phương án 7: q=60m3/s, w=135o
Mực nước vào mùa mưa cao hơn so với mùa khô khi nước lên xong cũng không xuống thấp hơn mùa khô khi triều rút. Pha giữa đỉnh nước lên và pha vận tốc cũng lệch hơn so với mùa khơ, điều này có thể lý giải là do mùa mưa lưu lượng nước sông cao hơn, lượng mưa nhiều và liên tục.
Bảng 20: So sánh mực nước, vận tốc 2 mùa
Mùa Mùa khô Mùa mưa Hmax 1.75 mét 2.0 mét
Hmin -0.82 mét -0.4 mét Vmax 0.48 m/s 0.6m/s
Vmin 0.03m/s 0.025m/s
Khi gió thổi hướng Đơng-Bắc thì xu hướng lan truyền khối nước xả ở cả 4 pha triều đều ngược lên hướng Bắc so với điểm xả, có thể thấy khi triều lên hay rút khối nước nóng cũng khơng bị vào sâu trong sơng như các phương án của mùa khô. Điều này là do vào mùa mưa lưu lượng trên sơng lớn (trung bình là 537m3/s), vì thế nước có xu hướng bị đẩy ra ngồi biển nhiều hơn là chảy ngược vào sơng.
Hình 36 thể hiện quá trình lan truyền nhiệt từ kênh xả nước làm mát của nhà máy ra môi trường, nền màu trắng là nhiệt độ nước biển trung bình mùa này (28oC), các màu khác thể hiện sự xâm nhập của khối nước xả vào môi trường.
Pha triều lên kỳ triều cường (1) Pha triều xuống kỳ triều cường (2)
Pha triều lên kỳ triều kém (3) Pha triều xuống kỳ triều kém (4)
Hình 36: Quá trình lan truyền nhiệt trong các pha triều
Trong phương án này lưu lượng xả là 60m3/s và hướng sóng là Đơng-Bắc, tuy nhiên các vùng có chênh lệch nhiệt độ lớn với mơi trường là rất thấp. Khi nhiệt độ khối nước xả lớn hơn hơn nhiệt độ nền 2oC thì vùng diện tích mà nó chiếm chỗ
là rất nhỏ. Bảng 21 cho thấy chỉ trong pha triều xuống của kỳ triều cường diện tích vùng chênh lệch nhiệt độ với mơi trường trên 2oC (tương ứng là 30oC) mới đáng kể. Trong các pha triều cịn lại vùng diện tích này rất nhỏ.
Bảng 21: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 7
3.2.2 Phương án 8: q=24m3/s, w=135o
Xu hướng nhiệt lan truyền trong trường hợp này cũng giống trường hợp trên, tuy nhiên bảng 22 cho thấy trong cả 4 pha triều chênh lệch nhiệt độ với môi trường chỉ là 1oC.
Bảng 22: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 8
Nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ
nền(km2)
Triều cường Triều kém
Pha lên (1) Pha xuống(2) Pha lên(3) Pha xuống(4)
>1oC 365.2km2 365.17 km2 365.16 km2 365.16 km2 Nhiệt độ lớn
hơn nhiệt độ nền (28oC)
Triều cường Triều kém Trong pha
triều lên (1)
Trong pha triều xuống(2)
Trong pha triều lên(3)
Trong pha triều xuống(4) >1oC 364.4km2 340.1 km2 364.9 km2 364.8 km2
Pha triều lên kỳ triều kém (3) Pha triều xuống kỳ triều kém (4)
Hình 37: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 8 3.2.3 Phương án 9: Q=60m3/s, W=90, Phương án 10: Q=24m3/s, W=90o
Xu hướng truyền nhiệt trong trong 2 phương án 9 và 10 giống phương án 5 và 6 của mùa khô, tuy nhiên trong cả 4 pha triều nước xả không bị đẩy sâu vào trong sông như mùa khô. Khối nước xả cũng bị đẩy đều về 2 phía Bắc và Nam so với điểm xả. (hình 38 và 39)
Pha triều lên kỳ triều cường (1) Pha triều xuống kỳ triều cường (2)
Pha triều lên kỳ triều kém (3) Pha triều xuống kỳ triều kém (4)
Bảng 23a và 23b cho thấy hầu như chênh lệch giữa nhiệt độ nước biển và xả chỉ là 1oC.
Bảng 23a: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 9
Nhiệt độ lớn hơn Nhiệt độ nền (km2)
Triều cường Triều kém
Pha lên (1) Pha xuống(2) Pha lên(3) Pha xuống(4)
>1oC
364.4km2 364.7km2 364.9km2 364.8km2 >2oC
0.7km2 0.46km2 0.21km2 0.34km2
Pha triều lên kỳ triều cường (1) Pha triều xuống kỳ triều cường (2)
Pha triều lên kỳ triều kém (3) Pha triều xuống kỳ triều kém (4)
Bảng 23b: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 10
Nhiệt độ lớn hơn Nhiệt độ nền
(km2)
Triều cường Triều kém
Pha lên (1) Pha xuống(2) Pha lên(3) Pha xuống(4)
>1oC
367.8km2 365.1km2 365.1km2 365.2km2
3.2.4 Phương án 11: Q=60m3/s, Khơng có sóng, Phương án 12: Q=24m3/s, Khơng có sóng
Khi khơng có sóng tác động xu hướng lan truyền nhiệt trường hợp này cũng giống trong phương án 7 và 8. (hình 40, 41)
Pha triều lên kỳ triều cường (1) Pha triều xuống kỳ triều cường (2)
Pha triều lên kỳ triều kém (3) Pha triều xuống kỳ triều kém (4)
Tuy nhiên cũng như các phương án mùa mưa trên, trong 2 phương án này nhiệt xả của nhà máy hầu như không ảnh hưởng tới môi trường xung quanh. (Bảng 24 và 25)
Bảng 24: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 11
Nhiệt độ lớn hơn Nhiệt độ nền(km2)
Triều cường Triều kém
Trong pha triều lên (1)
Trong pha triều xuống(2)
Trong pha triều lên(3)
Trong pha triều xuống(4) >1oC 364.4km2 363.4km2 364.9km2 364.9km2 >2oC 0.7km2 1.6km2 0.21km2 0.24km2
Pha triều lên kỳ triều cường (1) Pha triều xuống kỳ triều cường (2)
Pha triều lên kỳ triều kém (3) Pha triều xuống kỳ triều kém (4)
Hình 41: Quá trình lan truyền nhiệt trong các pha triều Bảng 25: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án 12
Nhiệt độ lớn hơn Nhiệt độ nền (km2)
Triều cường Triều kém
Pha lên (1) Pha xuống(2) Pha lên(3) Pha xuống(4) >1oC 367.8km2 365.1km2 365.1km2 365.2km2
Nhận xét quá trình lan truyền nhiệt của các phương án trong mùa mưa
Sau khi mơ phỏng 6 phương án vào mùa mưa có thể thấy:
Vào mùa mưa mực nước cao hơn so với mùa khô xong không xuống thấp như mùa khô
Đường vận tốc dịng chảy và mực nước có sự lệch pha nhưng vẫn đảm bảo quy luật của dòng chảy vùng cửa sông: vận tốc lớn nhất ở sườn mực nước và nhỏ nhất khi mực nước lớn nhất và nhỏ nhất.
Các phương án truyền nhiệt trong mùa mưa hầu như không ảnh hưởng tới môi trường xung quanh do vùng chênh lệch nhiệt độ với môi trường không đáng kể. (bảng 26)
Các phương án có lưu lượng lớn 60m3/s cho thấy tồn tại những vùng có chênh lệch nhiệt độ với nhiệt độ nền là trên 2oC, tuy nhiên vùng này chiếm diện tích rất nhỏ vì thế hầu như khơng ảnh hưởng tới hệ sinh thái khu vực.
Hướng sóng thay đổi trong các phương án gần như khơng ảnh hưởng tới q trình lan truyền và khuếch tán nhiệt. Vì thế trong mùa mưa có thể cho phép nhà máy xả thải với lưu lượng 60m3/s.
Bảng 26: So sánh diện tích truyền nhiệt phương án mùa mưa
Tên phương án Chênh lệch nhiệt độ với môi trường (28.1oC)
Triều cường Triều kém
Pha triều lên
Pha triều
xuống Pha triều lên
Pha triều xuống 7 >1 oC 364.4km2 340.1 km2 364.9 km2 364.8 km2 >2 oC 0.75 km2 25.1 km2 0.23 km2 0.35 km2 8 >1 oC 365.21 km2 365.18 km2 365.16 km2 365.16 km2 >2 oC 0 0 0 0
9 >1 oC 364.4 km2 364.7 km2 364.9 km2 364.8 km2 >2 oC 0.7 km2 0.46 km2 0.21 km2 0.34 km2 10 >1 oC 367.87 km2 365.18 km2 365.15 km2 365.17 km2 >2 oC 0 0 0 0 11 >1 oC 364.4 km2 363.4 km2 364.9 km2 364.9 km2 >2 oC 0.7 km2 1.6 km2 0.21 km2 0.24 km2 12 >1 oC 365.21 km2 365.18 km2 365.16 km2 365.16 km2 >2 oC 0 0 0 0
KẾT LUẬN:
Trước hết về thủy động lực học: Modul Mike 21/3 cho kết quả về trường vận tốc và trường mực nước tốt, các quy luật của sóng đứng vùng cửa sơng ổn định.
Thứ 2 là qúa trình lan truyền nhiệt: Mike 21/3 đáp ứng tốt q trình mơ phỏng lan truyền nhiệt, đưa ra bức tranh đầy đủ về cả xu hướng và quá trình lan truyền nhiệt khu vực nghiên cứu. Trong nước biển, lan truyền và khuếch tán nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố khí tượng, hải văn như gió, nhiệt độ mặt nước, triều, dòng chảy.
Vào mùa khơ lưu lượng dịng chảy nhỏ hơn nhiều so với mùa mưa vì thế khi mơ phỏng quá trình truyền nhiệt của khu vực vào mùa này sẽ xuất hiện những vùng có chênh lệch nhiệt độ với môi trường tương đối cao trên 4oC (tương ứng 22oC), Đặc biệt trong phương án 5 ở cả 4 pha triều những vùng nhiệt độ nước khu vực nghiên cứu trên 22oC khá cao.
Vào mùa mưa kết quả mô phỏng cho thấy khối nước xả của nhà máy gần